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UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS APLICADAS
ESCUELA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
“ANÁLISIS DE RIESGOS DE FUEGO Y EXPLOSIÓN EN LAS ÁREAS DE ALMACENAMIENTO Y DESPACHO DEL TERMINAL DE
PRODUCTOS LIMPIOS AMBATO DE EP PETROECUADOR”
TESIS DE GRADO PREVIA A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO
INDUSTRIAL
AUTOR: CHUQUÍN ANGAMARCA CRISTIAN STALIN
DIRECTOR ASESOR
Ing. Marcelo Puente MSc. Ing. Raúl Baldeón MSc.
Docente FICA Intendente Terminales y Depósitos D.N
UTN EP PETROECUADOR
Ibarra- Ecuador 2012
II
UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS APLICADAS
CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
BIBLIOTECA UNIVERSITARIA
AUTORIZACIÓN DE USO Y PUBLICACIÓN A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE
1. IDENTIFICACIÓN DE LA OBRA La Universidad Técnica del Norte dentro del proyecto Repositorio Digital Institucional determina la necesidad de disponer de textos completos en formato digital con la finalidad de apoyar los procesos de investigación, docencia y extensión de la universidad.
Por medio del presente documento dejo sentada mi voluntad de participar en este proyecto para lo cual pongo a disposición la siguiente información:
DATOS CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD 100356197-2
APELLIDOS Y NOMBRES Chuquín Angamarca Cristian Stalin
DIRECCIÓN Imbabura, Ibarra, “San Francisco del Tejar”
EMAIL [email protected]
TELÉFONO FIJO 06 2650 298
TELÉFONO MÓVIL 093943054
DATOS DE LA OBRA
TEMA: “Análisis de riesgos de fuego y explosión en las áreas de almacenamiento y despacho del Terminal de
Productos Limpios Ambato de EP PETROECUADOR” AUTOR: Chuquín Angamarca Cristian Stalin
FECHA: 18 de julio de 2012
PROGRÁMA : Pre-Grado
TÍTULO POR EL QUE OPTA: Ingeniero Industrial
DIRECTOR: Ing. Marcelo Puente MSc.
2. AUTORIZACIÓN DE USO A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD Yo, Cristian Stalin Chuquín Angamarca, con cédula de identidad Nro. 100356197-2, en calidad de autor y titular de los derechos patrimoniales de la obra o trabajo de grado descrito anteriormente, hago entrega del ejemplar respectivo en forma digital y autorizo a la Universidad Técnica del Norte, la publicación de la obra en el Repositorio Digital Institucional y uso del archivo digital en la biblioteca de la universidad con fines académicos, para ampliar la disponibilidad del material y como apoyo a la educación, investigación y extensión, en concordancia con la Ley de Educación Superior Artículo 144.
III
UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS APLICADAS
CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
CESIÓN DE DERECHO DE AUTOR DEL TRABAJO DE GRADO A FAVOR DE LA UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE
Yo, Cristian Stalin Chuquín Angamarca, con cédula de identidad Nro. 100356197-2, manifiesto mi voluntad de ceder a la Universidad Técnica del Norte los derechos patrimoniales consagrados en la ley de propiedad intelectual del Ecuador, artículos 4,5 y 6 en calidad de autor del trabajo de grado denominado:
“Análisis de riesgos de fuego y explosión en las áreas de almacenamiento y despacho del Terminal de Productos Limpios Ambato de EP PETROECUADOR” que ha sido desarrollado para optar por el título de: Ingeniero Industrial, quedando la Universidad facultada para ejercer plenamente los derechos cedidos anteriormente.
En mi condición de autor me reservo los derechos morales de la obra antes citada. En concordancia suscribo este documento en el momento en el que hago la entrega del trabajo final en formato impreso y digital a la biblioteca de la Universidad Técnica del Norte.
Firma:
Nombre: Cristian Stalin Chuquín Angamarca.
Cédula: 100356197-2.
Ibarra a los 18 días del mes de Julio del 2012.
IV
DECLARACIÓN
Yo Cristian Stalin Chuquín Angamarca, declaro que el trabajo aquí escrito es de
mí autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o
calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se
incluyen en este documento.
La Universidad Técnica del Norte puede hacer uso de los derechos
correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad
Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.
_____________________
CRISTIAN STALIN CHUQUÍN ANGAMARCA
C.I. 100356197-2
V
CERTIFICACIÓN
Certifico que la tesis de grado titulada“ANÁLISIS DE RIESGOS DE FUEGO Y
EXPLOSIÓN EN LAS ÁREAS DE ALMACENAMIENTO Y DESPACHO DEL
TERMINAL DE PRODUCTOS LIMPIOS AMBATO DE EP
PETROECUADOR”para la obtención del título de Ingeniería Industrial, fue
elaborada en su totalidad por el señor, CRISTIAN STALIN CHUQUÍN
AMGAMARCA.
_______________________
ING. MARCELO PUENTE MSc.
DIRECTOR DE TESIS
VI
CERTIFICACIÓN
Certifico que la tesis de grado titulada“ANÁLISIS DE RIESGOS DE FUEGO Y
EXPLOSIÓN EN LAS ÁREAS DE ALMACENAMIENTO Y DESPACHO DEL
TERMINAL DE PRODUCTOS LIMPIOS AMBATO DE EP
PETROECUADOR”para la obtención del título de Ingeniería Industrial, fue
elaborada en su totalidad por el señor, CRISTIAN STALIN CHUQUÍN
AMGAMARCA.
_______________________
ING. RAÚL BALDEÓN MSc.
ASESOR DE TESIS
VII
DEDICATORIA
Dedico esta tesis:
A mi madre María Inés Angamarca, pilar fundamental de mi carrera y de mi vida
entera, quién con liderazgo y superación, ha sabido apoyarme incondicionalmente
y espero recompensarla con el cumplimiento de esta meta y de muchas más.
A mi padre Hernán Chuquín, gran ejemplo de esfuerzo y capacidad, quién me ha
enseñado el valor del trabajo y la satisfacción del deber cumplido, quien ha sabido
inculcarme valores en el transcurso de toda mi vida y guiarme por el buen
sendero de la humildad, honestidad y respeto hacia los demás.
A mis hermanos y hermana Yadira Chuquín, parte de mi vida y ejemplo de
compresión, una persona que busca sus objetivos y como demostrar su
capacidad al mundo, Romel Chuquín quien con sus defectos y virtudes siempre
sigue con lo que quiere alcanzar en su vida y al más pequeño de la casa Yair
Chuquín que con su dulzura y preguntas siempre nos saca una sonrisa en los
momentos más difíciles.
A Dios por ser el cimiento fundamental en mi vida, por ser mi compañía todos los
días y por saber guiarme por el camino correcto para poder cumplir todos mis
objetivos y anhelos.
Gracias a todos ellos por haberme dado los valores, la fuerza y valentía para
encarar las dificultades y aprender a superarlas, ustedes han hecho de mí la
persona que soy.
Stalin
VIII
AGRADECIMIENTO
A Dios y mi Madre Dolorosa, que desde hace muchos años está a mi lado y ha
sido parte de las decisiones más grandes de mi vida.
A mi familia por la confianza depositada en mí, y por cada uno de sus esfuerzos
para que pudiera convertirme en un profesional y seguir adelante con un logro
más en mi vida.
A mis maestros que han dejado los fundamentos para desempeñarme como un
buen profesional con capacidad de aportar al país. Quisiera destacar a mi director
de tesis Ing. Marcelo Puente MSc., asesor Ing. Raúl Baldeón MSc., que brindaron
su tiempo y conocimientos para finalizar con éxito este trabajo y alcanzar una de
las metas más importantes de la vida.
Agradezco a toda la familia EP-PETROECUADOR del Terminal de Productos
Limpios “Ambato” por su imponderable colaboración, al facilitarme acceso a la
información requerida para alcanzar los objetivos trazados.
A todos los ingenieros de mi carrera de Ingeniería Industrial y en especial a la
UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE, que día a día nos dieron de sus
conocimientos, y de la misma manera su apoyo para llegar a cumplir este logro.
A mis amigos que pusieron su granito de arena en el transcurso de mi carrera,
además por enseñarme una vez más que con esfuerzo todo se puedo cumplir.
Stalin
IX
ÍNDICE GENERAL
CAPÍTULO I ............................................................................................................ 2
1 TERMINAL DE PRODUCTOS LIMPIOS AMBATO EP-PETROECUADOR. ... 2
1.1 ESTRUCTURA DEL TERMINAL DE PRODUCTOS LIMPIOS. ................. 3
1.1.1 ÁREA DE RECEPCIÓN. ...................................................................... 3
1.1.2 ÁREA DE ALMACENAMIENTO. ......................................................... 4
1.1.2.1 Tanques de almacenamiento. .......................................................... 7
1.1.2.2 Tipos de tanques de almacenamiento.............................................. 8
1.1.2.2.1 Descripción de los tanques de techo fijo. ................................. 10
1.1.2.2.2 Descripción de tanques de techo flotante. ................................ 16
1.1.2.3 Diques de contención ..................................................................... 21
1.1.3 ÁREA DE CARGA Y DISTRIBUCIÓN (DESPACHO). ....................... 22
1.1.3.1 Bombas de distribución de combustibles ....................................... 25
1.1.3.2 Brazos de carga ............................................................................. 27
1.1.3.3 Concepto genérico de un brazo de carga superior o inferior .......... 27
1.1.3.3.1 Brazo de carga superior ........................................................... 27
1.1.3.3.2 Brazo de carga inferior ............................................................. 28
1.1.4 LABORATORIO. ................................................................................ 28
1.1.5 COMERCIALIZACIÓN. ...................................................................... 29
1.1.6 MANTENIMIENTO. ............................................................................ 29
1.1.7 ALIMENTACIÓN. ............................................................................... 30
1.1.8 SEGURIDAD, SALUD Y MEDIO AMBIENTE. ................................... 30
1.1.8.1 Seguridad física. ............................................................................ 31
CAPÍTULO II ......................................................................................................... 33
2 CARACTERÍSTICAS DE FUEGO Y EXPLOSIÓN. ........................................ 33
2.1 FUEGO. ................................................................................................... 33
2.1.1 PROCESO DE LA COMBUSTIÓN (PARÁMETROS). ....................... 34
2.1.2 VELOCIDAD DE LA REACCIÓN. ...................................................... 36
2.1.3 INCENDIO. ........................................................................................ 37
2.1.4 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA IGNICIÓN. .............................. 38
2.1.4.1 Según su temperatura. ................................................................... 38
X
2.1.4.1.1 Punto de Ignición. ..................................................................... 39
2.1.4.1.2 Límites de inflamabilidad y explosividad. .................................. 41
2.1.4.2 Temperaturas de autoignición. ...................................................... 43
2.2 MEDIDAS DE LOS EFECTOS DE INFLAMABILIDAD. ........................... 44
2.3 CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE FUEGO. ................................................. 46
2.3.1 CLASES DE FUEGO. ....................................................................... 46
2.3.2 TIPOS DE FUEGO DESDE LA IGNICIÓN. ...................................... 49
2.3.2.1 Flama de chorro. ........................................................................... 50
2.3.2.2 Bolas de fuego como resultante de Bleve. .................................... 51
2.3.2.3 Fuegos de nubes de vapor o polvo. .............................................. 53
2.3.2.4 Fuegos en derrames de líquidos. .................................................. 53
2.3.2.5 Fuegos que involucran combustibles ordinarios. ........................... 55
2.4 PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN. .................................................... 55
2.5 PELIGRO DE EXPLOSIÓN. .................................................................... 58
2.5.1 DEFINICIÓN. .................................................................................... 58
2.5.2 FACTORES QUE INFLUYEN EN EL POTENCIAL DE EXPLOSIÓN.59
2.5.2.1 Explosiones térmicas. .................................................................... 59
2.5.2.2 Explosiones no térmicas. ............................................................... 62
2.5.3 TIPOS DE EXPLOSIONES. .............................................................. 63
2.5.3.1 Explosiones por sobrepresión de un tanque o contenedor. ........... 63
2.5.3.2 Explosión de polvo. ....................................................................... 63
2.5.3.3 Explosiones de gas o vapor. ......................................................... 65
2.5.3.4 Explosiones o detonaciones de fase condensada. ........................ 66
2.5.3.5 Explosiones de vapor por expansión de líquidos en ebullición. ..... 66
CAPÍTULO III ....................................................................................................... 69
3 ANÁLISIS DE FUEGO Y EXPLOSIÓN (EPA, AICHE Y FEMA). .................. 69
3.1 GENERALIDADES DEL RIESGO DE FUEGO Y EXPLOSIÓN. ............. 69
3.1.1 CARACTERIZACIÓN DE LOS ESCENARIOS DE RIESGO. ........... 70
3.1.1.1 Eventos iniciantes.......................................................................... 70
3.1.1.2 Tanques de almacenamiento. ....................................................... 71
3.1.1.3 Equipos de proceso. ...................................................................... 71
3.1.1.4 Líneas de proceso. ........................................................................ 71
XI
3.1.1.5 Fuentes de ignición. ....................................................................... 72
3.1.2 TIPO DE FUENTE. ............................................................................ 73
3.1.3 PROPIEDADES DE LA FUENTE. ..................................................... 75
3.1.3.1 WMS – Peso molecular del material en la fuente (kg/mol). ............ 75
3.1.3.2 CPS – Capacidad calorífica del vapor a presión constante y TA
(J/kg0K). ....................................................................................................... 75
3.1.3.3 TBP – Temperatura de ebullición del material en la fuente (0K). .... 75
3.1.3.4 CMEDO – Fracción de masa líquida inicial. ................................... 75
3.1.3.5 DHE – Calor de evaporización a temperatura de ebullición (J/kg). 77
3.1.3.6 CPSL – Calor específico del líquido del material de la fuente (J/kg
0K). 77
3.1.3.7 RHOSL – Densidad del líquido del material en la fuente (kg/m3). .. 77
3.1.3.8 SPB, SPC – Constantes de presión de saturación. ....................... 78
3.1.4 PARÁMETROS DE LA EMISIÓN. ..................................................... 78
3.1.4.1 TS – Temperatura del material en la fuente (0K). ........................... 79
3.1.4.2 QS - Caudal de masa de la fuente (kg/s). ...................................... 80
3.1.4.3 AS - Área de la fuente (m2). ........................................................... 80
3.1.4.4 TSD – Duración de la fuente continua (S). ..................................... 84
3.1.4.5 QTIS – Masa instantánea de la fuente (kg). ................................... 84
3.1.4.6 HS – Altura de la fuente (m). .......................................................... 85
3.1.5 PARÁMETROS DE CAMPO.............................................................. 85
3.1.5.1 TAV – Tiempo promedio de concentración (s). .............................. 85
3.1.5.2 XFFM – Distancia máxima viento abajo (m). .................................. 86
3.1.5.3 ZP (1), ZP (2), ZP (3), ZP (4) – Altura de cálculo de concentración
(m). 87
3.1.6 PARÁMETROS METEOROLÓGICOS. ............................................. 87
3.1.6.1 ZO - Altura de rugosidad de superficie (m). ................................... 87
3.1.6.2 ZA — Altura de medición ambiental (m). ........................................ 89
3.1.6.3 UA - Velocidad del viento (m/s). ..................................................... 89
3.1.6.4 TA — Temperatura ambiente (0K). ................................................. 90
3.1.6.5 RH — Humedad relativa (%). ......................................................... 90
3.1.6.6 STAB — Valores de la clase de estabilidad. .................................. 90
3.1.6.7 ALA - Longitud inversa de Monin-Obukhov (m-1). .......................... 91
XII
3.1.7 BLEVE Y BOLA DE FUEGO. ............................................................ 91
3.1.7.1 Ecuaciones empíricas para diámetro, duración y altura de la bola
de fuego por bleve. ..................................................................................... 92
3.1.7.2 Radiación. ..................................................................................... 93
3.1.8 FUEGO EN DERRAMES. ................................................................. 96
3.1.8.1 Tasa de combustión. ..................................................................... 98
3.1.8.2 Tamaño del derrame. .................................................................... 99
3.1.8.3 Altura de flama. ........................................................................... 100
3.1.8.4 Desplazamiento e inclinación de la flama. ................................... 101
3.1.8.5 Potencia emitida de superficie. .................................................... 102
3.1.8.6 Factor de vista geométrico. ......................................................... 103
3.1.8.7 Flujo térmico recibido. ................................................................. 104
3.1.9 FUEGO DE CHORRO. ................................................................... 105
CAPÍTULO IV ..................................................................................................... 110
4 DIAGRAMAS DE PROCESO Y FLUJO DE ALMACENAMIENTO Y
DESPACHO. ...................................................................................................... 110
4.1 DIAGRAMA DE PROCESO DE ALMACENAMIENTO Y DESPACHO.. 110
4.1.1 PROCESOS DE ALMACENAMIENTO Y DESPACHO
(DESCRIPCIÓN) .......................................................................................... 111
4.1.1.1 Recepción de producto a través de poliducto Quito-Ambato ....... 111
4.1.1.2 Despacho de productos por ventas a clientes. ............................ 114
4.2 CONSTRUCCIÓN DEL DIAGRAMA DE PROCESO DE LAS ÁREAS DE
ALAMACENAMIENTO Y DESPACHO. ........................................................... 117
4.2.1 SIMBOLOGÍA. ................................................................................ 118
4.2.2 DESARROLLO DE LA CONSTRUCCIÓN. ..................................... 120
CAPÍTULO V ...................................................................................................... 125
5 SIMULACIÓN Y ANÁLISIS DE MODELOS DE FUEGO Y EXPLOSIÓN EN
EL ÁREA DE ALAMCENAMIENTO Y DESPACHO. ......................................... 125
5.1 FUEGO EN UN DERRAME-GASOLINA, EN DIQUE TA-01. ................ 125
5.1.1 FUEGO EN UN DERRAME-GASOLINA. ........................................ 125
5.1.1.1 Datos de la sustancia. ................................................................. 125
XIII
5.1.1.2 Propiedades de la emisión. .......................................................... 129
5.1.1.3 Escenario Meteorológico. ............................................................. 130
5.1.1.4 Distancias de interés. ................................................................... 133
5.1.1.5 Selección de área......................................................................... 134
5.1.1.6 Resultados. .................................................................................. 135
5.1.1.6.1 Reporte de la simulación de Gasolina en el Tanque-o1. ........ 140
5.1.2 FUEGO EN UN DERRAME-DIESEL. .............................................. 141
5.1.2.1 Datos de la sustancia. .................................................................. 141
5.1.2.2 Propiedades de la emisión. .......................................................... 145
5.1.2.3 Escenario Meteorológico. ............................................................. 146
5.1.2.4 Distancias de interés. ................................................................... 149
5.1.2.5 Selección de área......................................................................... 150
5.1.2.6 Resultados. .................................................................................. 151
5.1.2.6.1 Reporte de la simulación de Diesel en el Tanqu-04. .............. 156
5.1.3 FUEGO EN UN DERRAME-GASOLINA, EN ISLAS DE CARGA
PRINCIPAL. .................................................................................................. 157
5.1.3.1 Datos de la sustancia. .................................................................. 157
5.1.3.2 Propiedades de la emisión. .......................................................... 160
5.1.3.3 Escenario Meteorológico. ............................................................. 161
5.1.3.4 Distancias de interés. ................................................................... 165
5.1.3.5 Selección de área......................................................................... 166
5.1.3.6 Resultados. .................................................................................. 167
5.1.3.6.1 Reporte de la simulación de Gasolina en la isla de
cargaprincipal. ....................................................................................... 172
5.1.4 FUEGO EN UN DERRAME-DIESEL, EN ISLA DE CARGA
SECUNDARIA. ............................................................................................. 173
5.1.4.1 Datos de la sustancia. .................................................................. 173
5.1.4.2 Propiedades de la emisión ........................................................... 176
5.1.4.3 Escenario Meteorológico. ............................................................. 177
5.1.4.4 Distancias de interés. ................................................................... 181
5.1.4.5 Selección de área......................................................................... 182
5.1.4.6 Resultados. .................................................................................. 183
XIV
5.1.4.6.1 Reporte de la simulación de Diesel en la isla de
cargaprincipal………. ............................................................................ 187
CONCLUSIONES ............................................................................................... 189
RECOMENDACIONES ...................................................................................... 191
GLOSARIO DE TÉRMINOS ............................................................................... 193
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 201
ANEXOS............................................................................................................. 203
XV
GRÁFICOS
Gráfico No. 1: Terminal de Productos Limpios ....................................................... 2
Gráfico No. 2: Estación reductora Ambato ............................................................. 4
Gráfico No. 3: Área de almacenamiento ................................................................ 5
Gráfico No. 4: Tanques de almacenamiento .......................................................... 7
Gráfico No. 5: Tanque de techo fijo cónico .......................................................... 11
Gráfico No. 6: Accesorios del tanque de techo fijo ............................................... 13
Gráfico No. 7: Escotilla de medición o Hueco de aforo ........................................ 14
Gráfico No. 8: Entra de Hombre (Manhol) ............................................................ 15
Gráfico No. 9: Tanque Techo Flotante ................................................................. 17
Gráfico No. 10: Accesorios de Tanque Techo Flotante ........................................ 21
Gráfico No.11: Diques de contención ................................................................... 22
Gráfico No. 12: Isla principal ................................................................................ 24
Gráfico No. 13: Isla secundaria ............................................................................ 24
Gráfico No. 14: Patio de bombas ......................................................................... 26
Gráfico No. 15: Sistema contra incendios de agua .............................................. 30
Gráfico No. 16: Sistema contra incendios de espuma .......................................... 31
Gráfico No. 17: Tetraedro del fuego ..................................................................... 34
Gráfico No. 18: Incendio ....................................................................................... 37
Gráfico No. 19: Factores que influyen en la autoignición ..................................... 38
Gráfico No. 20: Límites de inflamabilidad ............................................................. 41
Gráfico No. 21: Fuego clase A ............................................................................. 46
Gráfico No. 22: Fuego clase B ............................................................................. 47
Gráfico No. 23: Fuego clase C ............................................................................. 47
Gráfico No. 24: Fuego clase D ............................................................................. 48
Gráfico No. 25: Fuego clase K ............................................................................. 49
Gráfico No. 26: Flama de chorro .......................................................................... 50
Gráfico No. 27: Bleve ........................................................................................... 52
Gráfico No. 28: Incendio en un derrame liquido ................................................... 54
Gráfico No. 29: Explosión térmica ........................................................................ 61
Gráfico No. 30: Explosión no térmica ................................................................... 62
Gráfico No. 31: Explosión de polvo ...................................................................... 64
XVI
Gráfico No. 32: Esquema del desarrollo de la amenaza ...................................... 70
Gráfico No. 33: Proceso de recepción de productos, terminal Ambato .............. 120
Gráfico No. 34: Continuación del proceso de recepción de productos, terminal
Ambato ............................................................................................................... 121
Gráfico No. 35: Proceso de despacho de productos del terminal Ambato ......... 122
Gráfico No. 36: Continuación del proceso de despacho de productos del terminal
Ambato ............................................................................................................... 123
Gráfico No. 37: Redacción de la simulación de la Gasolina ............................... 126
Gráfico No. 38: Propiedades de la Gasolina....................................................... 127
Gráfico No. 39: Niveles y cantidad de radiación ................................................. 128
Gráfico No. 40: Parámetros de la emisión .......................................................... 129
Gráfico No. 41: Dirección del viento en el momento de la simulación ................ 130
Gráfico No. 42: Datos del escenario meteorológico ........................................... 131
Gráfico No. 43: Estabilidad de Pasquill para el escenario meteorológico ........... 132
Gráfico No. 44: Rugosidad del terreno ............................................................... 133
Gráfico No. 45: Distancias de interés ................................................................. 134
Gráfico No. 46: Selección del área a ser simulada ............................................. 135
Gráfico No. 47: Radiación contra distancias al área de la simulación ................ 136
Gráfico No. 48: Dosis contra distancia al área de la simulación ......................... 137
Gráfico No. 49: Proyección de la radiación sobre el TA-01 ................................ 138
Gráfico No. 50: Proyección de la dosis sobre el TA-01 ...................................... 139
Gráfico No. 51: Redacción de la simulación del Diesel. ..................................... 142
Gráfico No. 52: Propiedades del Diesel .............................................................. 143
Gráfico No. 53: Niveles y cantidad de radiación ................................................. 144
Gráfico No. 54: Parámetros de la emisión .......................................................... 145
Gráfico No. 55: Dirección del viento en el momento de la simulación ................ 146
Gráfico No. 56: Datos del escenario meteorológico ........................................... 147
Gráfico No. 57: Estabilidad de Pasquill para el escenario meteorológico ........... 148
Gráfico No. 58: Rugosidad del terreno ............................................................... 149
Gráfico No. 59: Distancias de interés ................................................................. 150
Gráfico No. 60: Selección del área a ser simulada ............................................. 151
Gráfico No. 61: Radiación contra distancias al área de la simulación ................ 152
Gráfico No. 62: Radiación contra distancia en el área de simulación ................. 153
XVII
Gráfico No. 63: Proyección de la radiación sobre el TA-04 ................................ 154
Gráfico No. 64: Proyección de la radiación sobre el TA-04 ................................ 155
Gráfico No. 65: Redacción de la simulación de la gasolina en la isla de carga
principal. ............................................................................................................. 158
Gráfico No. 66: Propiedades .............................................................................. 159
Gráfico No. 67: Niveles y cantidad de radiación ................................................. 160
Gráfico No. 68: Propiedades de la emisión ........................................................ 161
Gráfico No. 69: Dirección del viento en el momento de la simulación ................ 162
Gráfico No. 70: Datos del escenario meteorológico ........................................... 163
Gráfico No. 71: Estabilidad ................................................................................. 164
Gráfico No. 72: Rugosidad ................................................................................. 165
Gráfico No. 73: Distancias de interés ................................................................. 166
Gráfico No. 74: Selección del área a ser simulada ............................................. 167
Gráfico No. 75: Radiación contra distancias al área de la simulación ................ 168
Gráfico No. 76: Dosis contra distancias al área de la simulación ....................... 169
Gráfico No. 77: Proyección de la radiación sobre Isla de carga brazo de descarga
07 Extra .............................................................................................................. 170
Gráfico No. 78: Proyección de la dosis sobre Isla de carga brazo de descarga No.
07 Extra .............................................................................................................. 171
Gráfico No. 79: Redacción de la simulación del diesel ....................................... 174
Gráfico No. 80: Propiedades del diesel .............................................................. 175
Gráfico No. 81: Niveles y cantidad de radiación ................................................. 176
Gráfico No. 82: Parámetros de la emisión .......................................................... 177
Gráfico No. 83: Dirección del viento en el momento de la simulación ................ 178
Gráfico No. 84: Datos del escenario meteorológico ........................................... 179
Gráfico No. 85: Estabilidad de Pasquill para el escenario meteorológico .......... 180
Gráfico No. 86: Rugosidad del terreno ............................................................... 181
Gráfico No. 87: Distancias de interés ................................................................. 182
Gráfico No. 88: Selección del área a ser simulada ............................................. 183
Gráfico No. 89: Radiación contra distancias al área de la simulación ................ 184
Gráfico No. 90: Dosis contra distancia al área de la simulación ......................... 185
Gráfico No. 91: Proyección de la radiación sobre la isla de carga secundaria,
brazo No. 4 ......................................................................................................... 186
XVIII
Gráfico No. 92: Proyección de la dosis sobre la isla de carga secundaria, brazo
No. 4 ................................................................................................................... 187
XIX
TABLAS
Tabla No. 1: Datos técnicos de tanques y capacidad de almacenamiento ............ 6
Tabla No. 2: Área de los diques ........................................................................... 22
Tabla No. 3: Islas de carga y sus brazos. ............................................................ 23
Tabla No. 4: Brazos de carga y capacidad de despachan ................................... 25
Tabla No. 5: Datos del producto que absorben las bombas ................................. 26
Tabla No. 6: Ejemplos de características de inflamabilidad ................................. 44
Tabla No. 7: Criterios de lesiones por quemadura debido a la radiación térmica. 45
Tabla No. 8: Elementos y símbolo químico .......................................................... 57
Tabla No. 9: Estimado de daños por sobrepresión en explosiones ...................... 65
Tabla No. 10: Tipos de superficie y su rugosidad ................................................. 89
Tabla No. 11: Valores de estabilidad .................................................................... 90
Tabla No. 12: Fracción de radiación ................................................................... 103
Tabla No. 13: Descripción de actividades para la recepción de producto en el
Terminal Ambato. ............................................................................................... 112
Tabla No. 14: Descripción de actividades para despacho de productos por ventas
a clientes en el Terminal Ambato ....................................................................... 115
Tabla No. 15: Simbología de los diagramas de flujo .......................................... 119
XX
FORMULAS
Ecuación No. 1: Fracción de masa líquida inicial ................................................. 76
Ecuación No. 2: Tasa de evaporación .................................................................. 77
Ecuación No. 3: Presión de saturación ................................................................ 78
Ecuación No. 4: Temperatura del material en la fuente ....................................... 79
Ecuación No. 5: Área de la fuente (emisión de un derrame en evaporación) ...... 81
Ecuación No. 6: Densidad del vapor .................................................................... 81
Ecuación No. 7: Área de la fuente (almacenado y es emitido como vapor) ......... 82
Ecuación No. 8: Área de la fuente (almacenado y es emitido como un chorro en
dos fases) ............................................................................................................. 82
Ecuación No. 9: Densidad de la mezcla vapor-líquido en el punto de ebullición .. 83
Ecuación No. 10: Área de la fuente ...................................................................... 83
Ecuación No. 11: Densidad inicial de la emisión .................................................. 84
Ecuación No. 12: Tiempo de duración de la nube ................................................ 86
Ecuación No. 13: Diámetro de máximo de la bleve (m) ....................................... 92
Ecuación No. 14: Tiempo de de duración de la bleve (s) ..................................... 92
Ecuación No. 15: Altura de la bleve ..................................................................... 92
Ecuación No. 16: Diámetro inicial de la bleve a nivel del piso .............................. 93
Ecuación No. 17: Flojo radiante recibido por el receptor ...................................... 93
Ecuación No. 18: Transmisividad atmosférica...................................................... 94
Ecuación No. 19: Presión parcial del agua (pascales, N/m2) ............................... 95
Ecuación No. 20: Dosis de exposición al fuego .................................................... 95
Ecuación No. 21: Tasa de decremento en el nivel vertical del líquido (m/s) ........ 98
Ecuación No. 22: Calor de vaporización del líquido a temperatura ambiente ...... 98
Ecuación No. 23: Tasa de combustión de la masa .............................................. 99
Ecuación No. 24: Diámetro máximo de equilibrio del derrame ........................... 100
Ecuación No. 25: Altura visible de la flama ........................................................ 101
Ecuación No. 26: Correlaciones para inclinación de la flama ............................. 101
Ecuación No. 27: Velocidad del viento medida a una altura de 10 m ................. 102
Ecuación No. 28: Factor de vista de fuente puntual ........................................... 104
Ecuación No. 29: Flujo térmico recibido ............................................................. 104
XXI
Ecuación No. 30: Longitud de la flama turbulenta visible medida desde el punto de
ruptura (m) .......................................................................................................... 106
Ecuación No. 31: Longitud de la flama turbulenta visible medida desde el punto de
ruptura (para la mayoría de los combustibles) .................................................... 106
Ecuación No. 32: Flujo radiante recibido por el receptor ................................... 107
XXII
RESUMEN
El presente trabajo investigativo tiene por objeto principal simular los diferentes
modelos de fuego, nubes explosivas y llamarada de los hidrocarburos existentes
en el terminal Ambato teniendo en cuenta las instalaciones, condiciones
ambientales y de trabajo en las áreas de estudio. Para este fin hemos dividido el
mismo en V capítulos en los cuales se darán a conocer los siguientes aspectos:
En el primer CAPÍTULO (I) se detalla todo lo relacionado con el Terminal de
productos limpios Ambato; dimensión, área de influencia, proceso de
almacenamiento, despacho y comercialización de los derivados así como se
definen claramente las diferentes áreas por las que está constituido el mismo.
En el segundo CAPÍTULO (II) se realiza un estudio completo acerca del fuego y
explosión en el cual entre otras cosas se definirá: el proceso de combustión,
velocidad de reacción, factores que influyen en la ignición y los diferentes tipos de
fuego tomando en cuenta la ignición para la realización de los diferentes modelos
de simulación.
En el tercer CAPÍTULO (III) se detalla las fórmulas para realiza el análisis de los
diferentes tipos fuego y explosión teniendo en cuenta los tipos de fuente de
emisión de los hidrocarburos existentes en el Terminal de Productos Limpios
Ambato.
En el cuarto CAPÍTULO (IV) se realiza el levantamiento de los diagramas de
proceso y flujo correspondientes al proceso de despacho y almacenamiento de
combustible en el Terminal de Productos Limpios Ambato.
Finalmente en el quinto CAPÍTULO (V) se realiza la simulación de los diferentes
modelos con los hidrocarburos existentes en el terminal Ambato considerando las
instalaciones, condiciones ambientales y de trabajo en las áreas de estudio del
Terminal de Productos Limpios Ambato.
XXIII
Al término de los capítulos considerando la simulación y los resultados se
concluye que si un evento de esos llegaría a materializarse habrá un destrucción
de las instalaciones que se encuentran dentro del circulo de máximo riesgo con
una radiación de 31,5 kw/m2, por lo que en casos como este se debe activar la
alarma y parar todas las operaciones para contrarrestar el fuego de acuerdo al
plan de contingencia del Terminal de Productos Limpios Ambato.
XXIV
ABSTRACT
This research work is primarily intended to simulate the different models of fire,
clouds and explosive flare of hydrocarbons existing in the given Ambato terminal
facilities, environmental and working conditions in the areas of study. For this
purpose we have divided it into chapters V which will be announced the following:
In the first chapter (I) shows everything related to the terminal clean products
Ambato, size, area of influence, a process of storing, shipping and trading of
derivatives and clearly defines the different areas which is constituted by the
same. Clean Products Terminal Ambato.
In the second Chapter (II) is a complete study about fire and explosion in which,
inter alia, define: the combustion process, reaction rate, factors that influence the
ignition and the different types of fire, taking into account ignition for the
performance of different simulation models.
In the third Chapter (III) shows the formulas for performing the analysis of the
different fire and explosion taking into account the types of emission source of
hydrocarbons existing in Ambato Clean Products Terminal.
In the fourth chapter (IV) is made the lifting of the process and flow diagrams for
the process of shipping and storage of fuel in the terminal Clean Products Ambato.
Finally in the fifth chapter (V) is the simulation of different models with the existing
oil terminal facilities considering Ambato, environmental conditions and work in the
study areas of Ambato Clean Products Terminal.
At the end of chapters and considering the simulation results we conclude that if
such an event would materialize there will be a destruction of facilities that are
within the circle of maximum risk of 31.5 kW/m2 radiation, so in bullrings like this
should activate the alarm and stop all operations to counter the fire according to
the contingency plan of Terminal Clean Products Ambato.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 2
CAPÍTULO I
1 TERMINAL DE PRODUCTOS LIMPIOS AMBATO EP-
PETROECUADOR.
Terminal de productos limpios Ambato EP PETROECUADOR es una unidad
operativa de Transporte, Almacenamiento y Comercialización bajo la Intendencia
Distrito Norte de Terminales y Depósitos, se encuentra ubicada en la provincia de
Tungurahua, ciudad de Ambato, en el sector comprendido entre las calles los
Quitus, el Cóndor, los Atis y Alfredo Jaramillo, está conformada básicamente por
tres grandes áreas de trabajo, repartidas en aproximadamente diez hectáreas de
terreno.
Gráfico No. 1: Terminal de Productos Limpios
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Este terminal recepta hidrocarburos limpios, los almacena, controla su calidad,
comercializa y despacha a la red de distribuidoras autorizadas, así mismo
cumplen con actividades de regulación ambiental y de seguridad vigentes en el
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 3
país para el buen funcionamiento del mismo, por lo cual han obtenido una
certificación ISO 14001: 2004.
Tiene el terminal cómo área de influencia a la zona central del País conformada
por las provincias de Tungurahua, Cotopaxi, Bolívar, Chimborazo y Pastaza, lo
cual representa aproximadamente el 20 % de la demanda nacional de estos
productos. Para cumplir con este objetivo, el terminal Ambato está estructurado
por tres grandes áreas.
1.1 ESTRUCTURA DEL TERMINAL DE PRODUCTOS LIMPIOS.
Estas áreas son las siguientes:
1.1.1 ÁREA DE RECEPCIÓN.
El Terminal Ambato, recibe hidrocarburos limpios enviados desde las
instalaciones del Beaterio ubicadas en la ciudad de Quito vía poliducto, este
proceso de recepción de productos se realiza en la estación reductora de presión,
la misma que está constituida por varios componentes que son de fundamental
importancia para el objetivo de esta unidad.
El proceso se inicia con la recepción de producto a presiones de entrada que
están entre los 300 y 360 psi, pasa a través de las válvulas reductoras de presión
donde la misma es reducida a 30 psi, posteriormente el producto pasa por un
elemento filtrante, luego por un sistema de medición y este es enviado a un
manifold de distribución, el mismo que distribuye el producto a los tanques de
almacenamiento.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 4
Gráfico No. 2: Estación reductora Ambato
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Los efluentes y descargas resultantes de este proceso son recolectados en un
tanque sumidero y recuperados posteriormente mediante un sistema de bombeo
para ser enviados a tanques de almacenamiento. Todos los residuos de este
proceso son manejados conforme a normas ambientales y de seguridad vigentes.
1.1.2 ÁREA DE ALMACENAMIENTO.
El área de almacenamiento del Terminal, cuenta con tanques estacionarios
verticales, debidamente identificados de acuerdo al producto que contienen, estos
tanques tienen instaladas válvulas, además poseen cubetos o diques diseñados
para contener el producto del tanque en caso de un derrame.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 5
Gráfico No. 3: Área de almacenamiento
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
En la siguiente tabla se detalla el almacenamiento por tanque, volumen, demanda
y tipo de techo.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 6
Tabla No. 1: Datos técnicos de tanques y capacidad de almacenamiento
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Identificación del tanque de almacenamiento
No Producto Altura Total (M)
Diámetro Total (M)
Tipo Techo
Llenado Máximo Nivel Operativo Nivel no Operativo
Altura (M)
Volumen (gls)
Altura (M)
Volumen (gls)
Altura (M)
Volumen (gls)
TA-01-3401 1 Gas. Extra 12.81 21.69 Flotante 11.83 1.137.300 11.51 1.106.300 0.39 31.000
TA-03-3403 3 Gas. Extra 12.83 17.80 Flotante 11.81 764.700 11.46 741.700 0.39 23.000
TA-08-3408 8 Gas. Extra 12.89 17.81 Flotante 11.85 771.200 11.49 747.200 0.37 24.000
TOTALES 2.673.200 2.595.200 78.000
TA-09-3409 9 Gas. Super 10.952 15.47 Flotante 9.91 485.700 9.40 460.029 0.54 27.000
TOTALES 485.700 460.029 27.000
TA-02-3402 2 Diesel 2 12.83 15.45 Fijo 12.38 611.400 12.03 594.400 0.39 17.000
TA-06-3406 6 Diesel 2 12.79 21.80 Fijo 12.07 1.180.100 11.72 1.146.100 0.36 34.000
TA-04-3404 4 Diesel 2 11.00 13.86 Fijo 10.60 420.400 10.27 407.400 0.37 13.000
TA-07-3407 7 Diesel 2 10.97 13.87 Fijo 10.52 420.100 10.15 405.100 0.38 15.000
2.632.000 2.553.000 79.000
TA-05-3405 5 Slop 9.17 8.09 Fijo 8.78 119.300 8.49 115.300 0.31 4.000
TOTALES 119.300 115.300 4.000
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 7
1.1.2.1 Tanques de almacenamiento.
El almacenamiento continúa siendo una actividad indispensable en el transporte y
manejo de hidrocarburos. La selección del tipo y tamaño de tanque está regida
por la relación producción-consumo, las condiciones ambientales, la localización
del tanque y el tipo de fluido a almacenar.
El almacenamiento se puede realizar en tres tipos de instalaciones: superficiales,
subterráneas y en buques tanque.
La capacidad de dichas instalaciones varía desde unos cuantos metros cúbicos
hasta miles de ellos.
Gráfico No. 4: Tanques de almacenamiento
Fuente: http://es.123rf.com/photo_4922992_big-white-gas-y-tanques-de-almacenamiento-de-combustible.html Elaborado por: Cristian Chuquín
Los tanques pueden fabricarse y transportarse a su lugar de colocación o bien
armarse en el lugar mismo donde permanecerán. Una forma típica que se ha
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 8
empleado para la clasificación de tanques es por las características de su techo,
en base a esto los hay de techo fijo y de techo flotante. Estos últimos han tenido
gran aceptación debido a la ventaja adicional de controlar automáticamente el
espacio disponible a los vapores.
El sistema de sellado de los tanques es de suma importancia pues evita la
emisión de vapores a la atmósfera, lo cual presenta varias desventajas y riesgos
tanto económicos como ambientales. Existen diversos sistemas de sello como es
el caso de sello metálico el cual consiste de un anillo de zapatas de acero
prensadas firmemente contra la envolvente, un delantal de tela flexible cierra el
espació entre las zapatas y el techo. También existen sellos magnetizados y otros
de tipo flotante internos.
En la industria petrolera, petroquímica y otras industrias son utilizados distintos
tipos de recipientes para almacenar una gran variedad de productos como son:
crudo y sus derivados, butano, propano, glp, solventes, agua, etc.
Los tanques de almacenamiento forman parte de distintas operaciones en la
industria, tales como:
Producción
Tratamiento
Transporte
Refinación
Distribución
Inventarios / Reservas
Servicios
1.1.2.2 Tipos de tanques de almacenamiento.
Existes varios tipos de tanques de almacenamiento los cuales se clasifican de la
siguiente manera.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 9
- Atmosféricos y baja presión: p <= 2.5 psig
Techo fijo
Techo flotante
Tope abierto
- Media presión: 2.5 < p < o = 15 psig
Refrigerados
No refrigerados
- Presurizados: p > 15 psig
Cilindros
Esferas
Para tanques de almacenamiento a presiones atmosféricas o bajas presiones y
de tamaños relativamente grandes se utilizan las reglas de construcción y diseño
de uno de los siguientes códigos.
API
STD 620. Diseño y construcción de tanques grandes de baja presión.
STD 650. Diseño y construcción de tanques de almacenamiento
atmosféricos.
RP 651. Protección Catódica.
RP 652. Recubrimientos de los fondos de tanques.
En general estos códigos son revisados y modificados, reafirmados o eliminados
al menos cada 5 años.
Los estándares antes mencionados son publicados para facilitar una amplia
aplicación de buenas prácticas comprobadas de ingeniería y operación. Estos
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 10
estándares no tienen la intención de obviar la necesidad de la aplicación de los
criterios de la buena ingeniería.
En este capítulo se hará una breve revisión sobre tanques atmosféricos y baja
presión menores o igual a 2.5 psig, como son los tanques de techo fijo y techo
flotante.
1.1.2.2.1 Descripción de los tanques de techo fijo.
Estos se utilizan para el almacenamiento de crudos que poseen un punto de
inflamación alto y de presión de vapor, es decir, aquellos hidrocarburos que no se
evaporan fácilmente, evitando así la acumulación de gases en el interior del
tanque que pueden producir la explosión de este, y por tanto la presión en el
tanque no excede la atmósfera.
Están formados por un solo cuerpo, cuyo techo no tiene ninguna posibilidad de
movimiento. Poseen varias válvulas de venteo, que permite la salida
indiscriminada de los vapores que están formándose continuamente en su interior.
Los tanques de techo fijo son recipientes que tienen un cuerpo cilíndrico vertical y
un techo fijo. Además del cuerpo y del techo, los componentes básicos y
características de construcción incluyen:
a) Accesorios que atraviesan el techo fijo y servir a las funciones
operacionales.
b) Aislamiento del cuerpo y el techo en los tanques que almacenan productos
a granel en condiciones de calentamiento.
c) Superficie del cuerpo y el techo, tipo y condición.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 11
Gráfico No. 5: Tanque de techo fijo cónico
Fuente: Mantenimiento de terminales y depósitos de EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Otros componentes, los cuales están disponibles en una amplia gama de diseños
comerciales, se describen en esta sección. Incluidas en estas descripciones están
los comentarios sobre la posibilidad de las pérdidas por evaporación, así como el
diseño y algunas características operativas.
Otros factores, tales como mantenimiento y seguridad del tanque, son importantes
en el diseño y selección de equipos del tanque, pero están fuera del alcance de
esta publicación.
El tanque de techo fijo es el menos aceptado por la norma para el
almacenamiento de líquidos volátiles. Los grandes y modernos tanques de techo
fijo son de todos soldados en la construcción y están diseñados para ser ajustado
para líquido y el vapor.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 12
Algunos tanques de techo fijo puede ser de remachado o atornillado en su
construcción. En esta publicación, se asume que el techo del tanque y el cuerpo
están ajustados al vapor.
Estos están disponibles en gama de tamaños de 20 a 300 pies de diámetro y
hasta 65 pies de altura del cuerpo. El techo fijo puede ser apoyado por la columna
o auto=apoyo, y puede ser en forma de cono, domo, o plana. Algunos tanques de
techo fijo incorporan un techo flotante interno, pero estos tipos de tanques de
almacenamiento no están incluidos en esta publicación.
1.1.2.2.1.1 Accesorios del techo.
Varios accesorios atraviesan el techo del tanque para permitir su función
operacional y son fuentes de la pérdida por evaporación. Otros accesorios que se
utilizan pero que no atraviesan el techo o el cuerpo no son fuentes potenciales de
perdida por evaporación.
Accesorios del techo pueden ser una fuente de pérdida por evaporación cuando
no están sellados. La pérdida por evaporación de accesorios del techo
correctamente sellados es insignificante en comparación a la pérdida permanente
y la pérdida por trabajo.
Presión de vacío de venteo
Están instalados en el techo del tanque para proporcionar suficiente capacidad de
ventilación para proteger el tanque de los efectos nocivos de la sobrepresión o
sobre vacío.
La presión de vacío del respiradero sobre la presión atmosférica en tanques de
techo fijo son usualmente ajustados a 0.75 pulgadas de columna de agua, o
aproximadamente 0.5 onzas por pulgada cuadrada.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 13
La presión normal requerida de capacidad de venteo o la capacidad de aireación
de vacío debe acomodarse el respiradero y circulación de productos hasta el
máximo de seguridad en el trabajo de presión o vacío del tanque.
Gráfico No. 6: Accesorios del tanque de techo fijo
Fuente: Norma API-MPMS 19.1 – Evaporative Loss Measurement Elaborado por: Cristian Chuquín
Escotilla de medición / hueco para muestra.
Consiste de un tubo que atraviesa el techo del tanque y está equipada con cierre
automático; un empaque puede ser usado para reducir aún más las pérdidas por
evaporación; facilita el acceso para medir manualmente el nivel de existencias en
el tanque y tomar del contenido del tanque; está montado en la parte superior del
tanque.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 14
Gráfico No. 7: Escotilla de medición o Hueco de aforo
Fuente: Mantenimiento de Terminales y Depósitos EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Alguna pérdida de vapor puede ocurrir durante la medición manual y las
operaciones de muestreo del líquido almacenado, durante el tiempo en la cual la
escotilla de medición /hueco de muestreo está abierta. Esta pérdida puede
minimizarse mediante la reducción del periodo de tiempo en que la cubierta se
deja abierta.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 15
Manholes del techo
Los manholes del techo son usados para facilitar el acceso al interior del tanque
con fines de mantenimiento; los manholes del techo normalmente constan de una
apertura circular en el techo del tanque con un cuello periférico vertical sujeto al
techo y una cubierta extraíble.
La apertura es de tamaño para el paso de personal y materiales a través del techo
del tanque.
Gráfico No. 8: Entra de Hombre (Manhol)
Fuente: Mantenimiento de Terminales y Depósitos EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Aislamiento
El aislamiento puede ser utilizado en el cuerpo del tanque y el techo para reducir
la entrada de calor o la pérdida de calor. Algunas existencias de líquidos deben
ser almacenado en condición de calentamiento para permitir la manipulación
adecuada. Tanques para servicio de calentamiento puede requerir aislamiento en
los cuerpos y los techos, dependiendo de las condiciones climáticas locales,
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 16
propiedades de almacenaje y la temperatura de almacenamiento necesaria.
Varios tipos de sistemas de aislamiento se han utilizado, incluyendo:
a) Aislante de panel rígido prefabricado.
b) Manta de fibra aislante prefabricada.
c) Aislamiento de espuma de poliuretano.
El aislamiento en el cuerpo del tanque o techo puede reducir la pérdida
permanente por almacenamiento al reducir el calor ambiental o reducir el espacio
de vapor del tanque. El procedimiento de la pérdida permanente de
almacenamiento se describe en esta publicación, no incluye factores para el uso
de aislamiento y, por tanto, predice más de la estimación de pérdida de
aislamiento en tanques de techo fijo.
Superficie exterior del tanque
La pintura del tanque y del techo es importante en la reducción de las pérdidas
por evaporación y para preservación del tanque. El uso de una superficie muy
reflectante, como la pintura blanca, resultara en temperaturas de los metales del
tanque y una menor entrada de calor al espacio de vapor en el tanque,
reduciendo así la pérdida por respiración. Es importante establecer la inspección
de la pintura del tanque y programar el mantenimiento para preservar la pintura de
reflexión y eliminar la corrosión del exterior del tanque. El techo de aluminio tipo
domo sin pintar también proporciona una 15 superficie muy reflectante, evitando
al mismo tiempo el mantenimiento concerniente a la pintura.
1.1.2.2.2 Descripción de tanques de techo flotante.
Estos son recipientes que tienen un cuerpo cilíndrico vertical y un techo que flota
en la superficie del líquido. También pueden tener un techo fijo adjunto en la parte
superior del cuerpo del tanque. Se usa con productos refinados, también para
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 17
crudos livianos. Estos productos tienen la tendencia a perder las fracciones más
ligeras por evaporación; éste tipo de tanques ayuda a reducir las pérdidas.
Cuentan con pontones que flotan al nivel del líquido reduciendo la evaporación del
producto. Comprende los tanques construidos con acero al carbono y aceros
aleados, de diversos tamaños y capacidades, de paredes cilíndricas y verticales,
diseñadas para almacenar hidrocarburos líquidos a presiones próximas a la
atmosférica.
Los componentes básicos del techo flotante incluyen:
a) Una plataforma o cubierta flotante;
b) Un sello anular adjunto al perímetro de la plataforma o cubierta flotante;
c) Accesorios que penetran la plataforma o cubierta flotante para algunos
una finalidad funcional.
Gráfico No. 9: Tanque Techo Flotante
Fuente: Mantenimiento de Terminales y Depósitos EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 18
1.1.2.2.2.1 Plataforma o cubiertas flotantes.
Las cubiertas flotantes reduce la pérdida por evaporación de existencias de
líquido ya que cubre la superficie, minimizando así que la superficie del líquido
sea expuesta a la evaporación. La cubierta flotante puede estar en contacto con la
superficie del líquido sea expuesta a la evaporación. La cubierta flotante puede
estar en contacto con la superficie del líquido o puede encerrar una capa de vapor
saturado bajo la cubierta que flota apoyada sobre el líquido.
La pérdida por evaporación se produce durante el almacenamiento permanente a
través del espacio anular del cuerpo del tanque, accesorios de la plataforma o
cubierta y, en algunos casos, por las fisuras o costuras de la plataforma o
cubierta.
Las cubiertas flotantes se utilizan en productos volátiles con una presión de vapor
verdadera a las condiciones de almacenamiento por debajo de la presión
atmosférica (es decir, no hirviendo). Están disponibles en la práctica todos los
tamaños de tanques comerciales, de unos 20 pies – 400 pies de diámetro.
Modificando los diseños se han instalado en los tanques hasta 8 pies de diámetro.
Métodos y materiales se han desarrollado para sellar adecuadamente el borde
anular, el espacio que está situado entre el cuerpo del tanque y el borde del techo
flotante, y para sellar alrededor de los accesorios que penetran la cubierta
flotante.
Los tanques que tienen la pesada plataforma, y que no tienen un techo fijo, son
nombrados tanques de techo flotante externo (EFRTs). Los tanques que tienen
una liviana plataforma flotante protegidos por un techo fijo son nombrados
tanques de techo flotante interno (IFRTs).
Los tanques que tienen una plataforma flotante pesado tipo 17 techo flotante
externo, pero que también tienen un techo fijo, son nombrados tanques de techo
flotante tapado (CFRTs).
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 19
1.1.2.2.2.2 Accesorios de la Plataforma.
Numerosas piezas pasan a través de o se ajustan a un techo flotante de la
cubierta para permitir funciones operativas o estructurales. Los accesorios de la
cubierta pueden ser una fuente de pérdida por evaporación cuando existan
aberturas a través de la cubierta.
Otros accesorios que se utilizan no atraviesan la cubierta y por lo tanto no son
fuentes de la pérdida por evaporación. Algunos accesorios enumeramos a
continuación.
Escotilla de Acceso.
Columnas de soporte.
Flotadores de medición.
Puerto de Acceso de medición/muestreo.
Rompedor de vacío.
Drenaje de la plataforma.
Soportes de la cubierta.
Cerco de venteo.
Las escaleras de mano.
Poste guía no ranurado (no perforado).
Poste guía ranurado (perforada).
1.1.2.2.2.3 Costura de la Cubierta.
Las cubiertas flotantes son típicamente construidas por uniones de hojas o
paneles del material de la cubierta en el campo. Esto puede ser logrado mediante
un sistema mecánico, apernado, o por soldadura. Las costuras de la cubierta con
fisuras atornilladas son típicamente hechas de aluminios, mientras que los
soldados son normalmente cubiertos de placas de acero. Las pérdidas por
evaporación de la costura de la cubierta 19 se asocian únicamente con IFRTs que
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 20
tienen cubiertas con costura atornillada. Algunas costuras o fisuras tenemos a
continuación:
Cubiertas sin contacto con costuras empernadas.
Cubiertas en contacto con costuras empernadas.
Cubiertas soldada en contacto.
1.1.2.2.2.4 Sellos de Anillos.
Todos los tipos de techos flotantes tienen un espacio anular entre el perímetro o
borde de la cubierta y el cuerpo del tanque para permitir que se mueva el techo
flotante en el tanque. Un sistema de sellado se utiliza para controlar las pérdidas
por evaporación desde el espacio. Efectivamente los sistemas de cierre del borde
del espacio, acomoda las irregularidades entre el techo flotante y el cuerpo
flotante y el cuerpo del tanque, y contribuir a centrar el techo permitiendo la
circulación normal del techo.
El sistema de sellado puede consistir en uno o dos sellos:
a) El sello primario y
b) El sello secundario, la cual está montado encima del sello primario.
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Gráfico No. 10: Accesorios de Tanque Techo Flotante
Fuente: Norma API-MPMS 19.2 – Evaporative Loss Measurement Elaborado por: Cristian Chuquín
1.1.2.3 Diques de contención
Como dijimos anteriormente cada tanque de almacenamiento está provisto de
diques de contención como se ve en el gráfico No. 11 en caso de que se
produzca un derrame o un colapso del tanque.
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Gráfico No.11: Diques de contención
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
En la Tabla No.2 podemos visualizar las especificaciones de los diques.
Tabla No. 2: Área de los diques
DIQUE ÁREA
Dique de contención para tanques 2 y 9 2970 m2
Dique de contención para tanques 3 y 8 3404 m2
Dique de contención para tanques 4 y 7 2350 m2
Dique de contención para tanques 1 y 6 3895 m2
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
1.1.3 ÁREA DE CARGA Y DISTRIBUCIÓN (DESPACHO).
Cuenta el Terminal Ambato, con dos Islas de Carga de Combustibles. La isla
principal consta de cuatro brazos de carga de 4 pulgadas y la Isla Secundaria de
cuatro brazos de carga de similares características, ambas Islas cuentan con
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sistemas de medición smithmeters, tipo accuload electrónicos, los contadores son
de tipo F – 4, y las capacidades de flujo están entre 400 y 480 galones por minuto.
Tabla No. 3: Islas de carga y sus brazos.
LISTADO DE BRAZOS DE CARGA CON SUS RESPECTIVAS BOMBAS
ISLA DE CARGA
BRAZOS CARGA DEL
COMBUSTIBLE COMBUSTIBLE
DIÁMTRO DEL
BRAZO BOMBAS
1
1 Aérea SUPER 0PW 4" Smith
2 Aérea EXTRA 0PW 4" Smith
6 Aérea DIESEL 0PW 4" Smith
7 Aérea EXTRA 0PW 4" Smith
2
3 Aérea EXTRA 0PW 4" Smith
4 Aérea DIESEL 0PW 4" Smith
5 Aérea DIESEL 0PW 4" Smith
8 Aérea EXTRA 0PW 4" Smith Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
El despacho de combustibles se realiza de acuerdo a la guía de remisión emitida
por comercialización en el caso de autotanques de los distribuidores autorizados
que llegan a cargar combustible que llevan para el reparto urbano y autotanques
de transferencia.
La isla principal es utilizada para carga de transferencia Ambato-Riobamba.
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Gráfico No. 12: Isla principal
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
La isla secundaria es utilizada para el despacho a tanqueros que distribuyen el
hidrocarburo a la provincia de Tungurahua y a los sectores cercanos a la misma.
Gráfico No. 13: Isla secundaria
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
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La tabla siguiente detalla el sistema, la presión con la que trabaja el mismo y la
capacidad de despacho por minuto
Tabla No. 4: Brazos de carga y capacidad de despachan
NºBRAZO DE CARGA
MARCA
MODELO PRESION TRABAJO
PRODUCTO QUE DESPACHA
CAPACIDAD MAX. GPM
1 SMITH F4-SI 150 PSI SUPER 400 GPM
2 SMITH F4-SI 150 PSI EXTRA 400 GPM
3 SMITH F4-SI 150 PSI EXTRA 400 GPM
7 SMITH F4-SI 150 PSI EXTRA 400 GPM
8 SMITH F4-SI 150 PSI EXTRA 400 GPM
4 SMITH F4-SI 150 PSI DIESEL 400 GPM
5 SMITH F4-SI 150 PSI DIESEL 400 GPM
6 SMITH F4-SI 150 PSI DIESEL 400 GPM
Fuente: Mantenimiento de terminales y depósitos de EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
1.1.3.1 Bombas de distribución de combustibles
El Terminal Ambato cuenta entre sus instalaciones con un área de bombas que
ayudan a la distribución y transporte de los productos hasta las islas de carga, la
principal función de esta área es succionar los hidrocarburos desde los tanques
de almacenamiento hasta que se realice la descarga a los compartimentos de los
autotanques, con la ayuda de ocho bombas centrífugas de diferentes capacidades
que se encuentran instaladas en una plataforma conocida como patio de bombas.
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Gráfico No. 14: Patio de bombas
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
La siguiente tabla nos muestra el manejo de los productos.
Tabla No. 5: Datos del producto que absorben las bombas
No. bomba
PRODUCTO CAUDAL PROMEDIO (GAL /MIN)
1 EXTRA 250
2 SUPER-EXTRA 250
3 EXTRA-SUPER 250
4 EXTRA 250
5 DIESEL 250
6 DIESEL 250
7 DIESEL 250
8 TRASVASIJE 180
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
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1.1.3.2 Brazos de carga
Un brazo de carga permite el transvase de un líquido o gas licuado de una
cisterna a otra. Para el transvase desde una cisterna (de camión o ferrocarril) se
necesita de un brazo de carga superior o inferior.
1.1.3.3 Concepto genérico de un brazo de carga superior o inferior
Estos tipos de brazos de carga están formados por 3 tubos- denominados brazo
interior, brazo exterior y tubo buzo. Los diámetros pueden ir de 2” a 6”. Estos tres
tubos están unidos entre ellos por juntas rotativas que les permiten girar
fácilmente. El brazo se puede extender para obtener la posición de trabajo
requerida para acceder al depósito a cargar o descargar y ser plegado para
ocupar el mínimo espacio de almacenamiento. Estos dos tipos de brazos pueden
estar montados sobre una columna o sobre una placa para su fijación mural. El
equilibrado se hace necesario por el peso de los tubos. El equilibrado de un brazo
se puede realizar ya sea mediante contrapesos o mediante cilindros.
1.1.3.3.1 Brazo de carga superior
El brazo de carga superior es muy utilizado para la carga de cisternas, tanto de
camión como de ferrocarril. La carga se realiza por la boca de hombre situada en
la parte superior de la cisterna. Según la naturaleza del producto (no peligroso, sin
evaporización de gases tóxicos….), la carga se puede realizar abierta, es decir
que la boca de hombre no está recubierta. Una conexión semi-cerrada se puede
realizar mediante un cono conectado sobre la boca de hombre de la cisterna. Una
conexión cerrada es necesaria para los productos tóxicos y peligrosos. Esta
conexión se realiza con una brida en la parte superior de la cisterna. Los conos
pueden estar equipados de un tubo flexible para evacuar los vapores del producto
sin emisión a la atmosfera. Existen multitud de accesorios que se pueden hacer la
utilización de un brazo de carga superior más ergonómica y práctico: elevación y
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descenso neumático, sondas de nivel, sensores de detección de posición, sistema
anti-extracción, purgas, drenajes.
1.1.3.3.2 Brazo de carga inferior
Está destinado para descarga de cisternas tanto de camión como de ferrocarril.
La conexión puede ser lateral o por la parte posterior de la cisterna o ambas. El
lugar de la conexión influye en el tamaño de los tubos, así una conexión posterior
precisa de tubos más largos que una conexión lateral.
La conexión de este tipo de brazos a la cisterna se puede hacer mediante brida o
acoplador. Este tipo también dispone de multitud de accesorios que se pueden
insertar en el brazo de carga con el fin de hacerlos más ergonómicos tal como se
describe en los brazos de carga superiores.
1.1.4 LABORATORIO.
En el laboratorio se realiza el proceso de control de calidad, el mismo que dispone
de un área con equipos que permiten verificar el cumplimiento de normas de
calidad para productos limpios vigentes en el País, como las normas INEN,
aplicando métodos de trabajo y protocolos aceptados a nivel nacional e
internacional. Adicionalmente se le ha dotado de un baño, una ducha rápida y el
equipo para analizar las muestras y mantenerlas bajo condiciones de seguridad y
ambientales adecuadas.
Entre otros los principales materiales para realizar el control de calidad de los
productos con los que se trabaja en Terminal Ambato son los siguientes:
Destiladores ASTM para gasolina
Destiladores ASTM para diesel
Equipo para verificar punto de inflamación
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Equipo para verificar corrosión a la lámina de cobre
Viscosímetro
Baño
Equipo para verificar PVR
Equipo para comprobar índice de octano (referencial)
Equipo para extracción de gases
Equipo para verificar densidad y grado API
Material de vidrio
1.1.5 COMERCIALIZACIÓN.
El proceso de comercialización se desarrolla en la Sucursal Ambato y comprende
la facturación de productos a clientes, el canje de facturas, emisión de guías de
remisión, y la gestión de servicio a clientes de las Comercializadoras que se
encargan de la distribución externa de los productos. Las áreas de
comercialización dentro del Terminal Ambato son las siguientes:
Jefatura de Sucursal
Tesorería
Secretaria
Área de canje
Servicio a clientes
1.1.6 MANTENIMIENTO.
El mantenimiento es realizado por la cuadrilla, de manera periódica cuidado de las
áreas verdes, obras civiles pequeñas de reparación y otros menores.
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1.1.7 ALIMENTACIÓN.
La alimentación es subcontratada con la empresa GRUPO WALTER, que es la
encargada de suministrar la alimentación al personal del terminal Ambato
brindando su servicio.
1.1.8 SEGURIDAD, SALUD Y MEDIO AMBIENTE.
Este departamento se encarga de la seguridad industrial de todo el terminal,
adoptando medidas, procesos que aseguren la calidad de vida dentro de sus
instalaciones. Con la creación de planes de emergencia, realizando simulacros,
actualizando toda la documentación referente a la seguridad del terminal para
tener la capacidad de actuar en cualquier caso de un siniestro.
Gráfico No. 15: Sistema contra incendios de agua
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
El terminal cuenta con equipos contra incendios comprende dos grupos motor-
bomba accionados por motores eléctricos de 70 HP y dos grupos motor-bomba
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accionados por motores de combustión interna los cuales succionan agua de
cuatro piscinas o espejos de agua y presurizan las líneas que alimentan a
hidrantes y monitores para enfriamiento.
Además posee con un sistema de generación de espuma química con líneas de
distribución a tanques de almacenamiento de producto e islas de carga,
accionados por electro válvulas y tablero de control; así como de extintores de
distintos tipos (espuma química, polvo químico seco, CO2) para combate de
fuego ubicados en sitios estratégicos.
Gráfico No. 16: Sistema contra incendios de espuma
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
1.1.8.1 Seguridad física.
Esta unidad vela por la integridad física de todos los funcionarios y el
aseguramiento de las instalaciones del terminal ubicados en garitas en la puerta
de ingreso y salida de terminal.
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CAPÍTULO II
2 CARACTERÍSTICAS DE FUEGO Y EXPLOSIÓN.
El riesgo de fuego y explosión se nos presenta en el lugar de trabajo con un
potencial intrínseco de pérdidas humanas y económicas importante. Representan
también un riesgo para la población en general. Con todo, no siempre se adoptan
las medidas necesarias para prevenirlo o protegerse contra el mismo.
Al referirnos a las previsiones que deberían tomarse en la fase de ejecución de
cualquier procedimiento dentro del terminal, no hacemos más que recordar la
necesidad de actuar de forma preventiva.
Por lo que se debe tomar las medidas apropiadas para evitar el riesgo de
incendios o explosiones pueden variar según las circunstancias en que se
presente el riesgo de fuego, su evolución y las medidas de seguridad a tomarse
admiten un tratamiento común.
Evitar los incendios, conocer los principios básicos de la detección y la extinción,
así como de la evacuación de instalaciones, son deberes sociales de primer orden
por cuanto la seguridad es consecuencia de la suma de las actitudes de los
individuos y el personal de seguridad que integran el terminal AMBATO.
2.1 FUEGO.
El fuego es una reacción química de combustión que se lleva a cabo cuando se
combina con el oxígeno en un grado suficiente, autoalimentada, con presencia de
un combustible en fase sólida, líquida o gaseosa del que se desprende calor,
radiación luminosa, humo y gases de combustión.
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2.1.1 PROCESO DE LA COMBUSTIÓN (PARÁMETROS).
La combustión es una reacción exotérmica; los reactivos reductores constituyen el
“combustible”; los agentes oxidantes son los “comburentes”.
Para que exista una combustión debe concurrir:
Combustible
Comburente
Energía de activación (energía necesaria para inicio de la reacción; calor,
chispa eléctrica, otros) y
Reacción en cadena (es el proceso mediante el cual progresa la reacción
en el seno de una mezcla comburente-combustible).
Gráfico No. 17: Tetraedro del fuego
Fuente:http://www.google.com.ec/imgres?q=comburente+tetraedro+de+fuego&um Elaborado por: Cristian Chuquín
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Combustible
Es cualquier sustancia o materia capaz de arder en determinadas condiciones o
sufrir una rápida oxidación, este puede ser sólido, líquido o gaseoso.
Comburente
Es el agente gaseoso contenido en la atmosfera capaz de permitir el desarrollo de
la combustión, en este caso es oxígeno, por lo tanto la presencia del comburente
en el medio ambiente es permanente.
Energía de activación
La energía de activación constituye el desencadenante del incendio, ya que los
otros condicionantes están presentes, la aparición de energía de activación es
suficiente para iniciar el incendio.
Las fuentes de energía pueden ser por su origen: químico, eléctrico y mecánico.
- Químico
El calor de combustión; producido por la oxidación completa de
los combustibles.
Calentamiento espontáneo; se alcanza la temperatura de ignición
y el material arde aunque no hay llama.
Calor de descomposición; sustancias inestables que pueden
descomponerse desprendiendo calor.
Calor de disolución; producido por la disolución de una sustancia
en otra.
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- Eléctrico
Calentamiento por resistencias; sobre intensidad de corriente en
equipos no diseñados para ello.
Calentamiento por arco; chispas, discontinuidad de un circuito
eléctrico, conexiones incompletas o flojas.
Electricidad estática.
Rayos.
- Mecánico
Por fricción.
Reacción en cadena
La reacción en cadena se produce en tres etapas:
Inicio: se producen los radicales libres.
Propagación: los radicales reaccionan con moléculas.
Terminación: reaccionan entre si para dar otro compuesto estable.
2.1.2 VELOCIDAD DE LA REACCIÓN.
Según la velocidad de la reacción podremos establecer la siguiente clasificación:
-Si la reacción es lenta, es OXIDACIÓN; no hay aumento de la temperatura
(oxidación del hierro, amarilleo del papel). Se produce sin emisión de luz y poca
emisión de calor que se disipa en el ambiente.
-Si la reacción es normal, es COMBUSTIÓN; se produce con emisión de luz
(llama) y calor, que es perceptible por el ser humano. El frente de llama tiene unos
valores de varios centímetros por segundo.
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-Si la reacción es rápida, es DEFLAGRACIÓN; combustión que se produce
cuando la velocidad de propagación del frente de llama es menor que la del
sonido; su valor se sitúa en el orden de metros por segundo. Ondas de presión 1
a 10 veces la presión inicial.
2.1.3 INCENDIO.
Es un proceso de combustión rápida que se desarrolla sin control en el tiempo y el
espacio de grandes proporciones que destruye aquello que no está destinado a
quemarse. El surgimiento de un incendio implica que la ocurrencia de fuego está
fuera de control, con riesgo para personas, medio ambiente y bienes materiales.
Gráfico No. 18: Incendio
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=incendio&um=1&hl=es&biw Elaborado por: Cristian Chuquín
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2.1.4 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA IGNICIÓN.
Todos los combustibles que arden con llama, entran en combustión en fase
gaseosa. Cuando el combustible es sólido o líquido, es necesario un aporte previo
de energía para llevarlo al estado gaseoso.
La peligrosidad de un combustible respecto a su ignición va a depender de una
serie de variables.
Gráfico No. 19: Factores que influyen en la autoignición
Fuente:http://www.google.com.ec/imgres?q=Factores+que+influyen+en+la+ignici%C Elaborado por: Cristian Chuquín
2.1.4.1 Según su temperatura.
Todas las materias combustibles presentan 3 niveles de temperatura
característicos que se definen a continuación:
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2.1.4.1.1 Punto de Ignición.
Es aquella temperatura mínima a la cual el combustible emite suficientes vapores
que, en presencia de aire u otro comburente, se inflaman en contacto con una
fuente de ignición, pero si se retira se apaga. Los puntos de ignición varían de
temperaturas muy por debajo de los cero grados Fahrenheit para los gases
inflamables (tales como GLP, propano o butano), y líquidos volátiles inflamables
(como la gasolina), a cientos de grados sobre cero para aceites combustibles
pesados.
Nota: la temperatura a la que los vapores sobre un líquido o sólido se incendian y
continúan ardiendo debido a la combustión autosostenida del líquido o solido es
conocida como punto de incendio o “fire point”.
Los materiales con puntos de ignición bajos, en relación a la temperatura son
fácilmente encendidos por una chispa ya sea de un metal frotándose con otro
metal o piedra o debido a la electricidad estática o una flama de cualquier fuente.
Frecuentemente son sustancias que se encuentran en estado gaseoso a
temperatura ambiente o líquidos que se evaporan rápidamente o se encuentran
en ebullición al momento de ser liberados. Estos vapores o gases pueden ser
transportados por el viento hasta la fuente de ignición a cierta distancia del lugar
de descarga del material y generar un “flamazo” de vuelta a la fuente de emisión
causando peligros de fuego que se describen posteriormente.
Las sustancias con puntos de ignición cercanos a la temperatura ambiente
también se encienden con facilidad por medio de chispa o flama. La diferencia
principal entre estos materiales y los descritos en el párrafo anterior es que la
fuente de ignición debe estar más cerca del combustible para que tenga lugar la
ignición. Esto sigue a la observación de que tales materiales son generalmente
líquidos de volatilidad menor a materiales con puntos de ignición sustancialmente
más bajos.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 40
Mientras mayor sea la temperatura del punto de ignición sobre la temperatura
ambiente, se vuelve más difícil encender una sustancia. Bajo circunstancias
normales, un combustible con un punto de ignición alto no se puede encender con
una chisa o una flama cercana, a menos que:
1) El combustible sea rociado al aire en forma de una niebla fina;
2) El combustible sea un sólido dividido finamente;
3) Una porción de combustible se haya calentado hasta cerca de su punto de
ignición por una fuente de calor cercana y entonces se haya expuesto a
una fuente de ignición;
4) El combustible se calienta a una temperatura igual o mayor a su punto de
ignición antes de ser liberado y encuentre una fuente de ignición antes de
enfriarse.
Las temperaturas de punto de ignición de los materiales combustibles se
determinan usando métodos de prueba y equipos estandarizados por diversas
instituciones, siendo la Asociación Americana de Pruebas y Materiales (ASTM por
sus siglas en ingles) el principal cuerpo regulador en los Estados Unidos.
Existen dos clases de pruebas principales de métodos de prueba que proveen
respectivamente puntos de ignición de “receptáculo abierto” o de “receptáculo
cerrado” y cada clase representa más de un método específico de prueba. Debido
a las diferencias en el diseño del equipo y procedimiento en la prueba, el valor
numérico de los puntos de ignición de receptáculo cerrado es típicamente 5 a 10
grados Fahrenheit menor que el punto de ignición de receptáculo abierto para la
misma sustancia, pero la diferencia puede ser menor o mayor en casos
individuales. Debido a otros factores, siendo lo más importante la pureza de la
muestra analizada, no es sorprendente encontrar un variado número de puntos de
ignición de receptáculo abierto o cerrado para cualquier sustancia dada, los
cuales difieren hasta cierto punto. Entonces es recomendable considerar los
valores de puntos de ignición reportados en la literatura, como valores
aproximados en lugar de valores exactos.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 41
2.1.4.1.2 Límites de inflamabilidad y explosividad.
Es bastante conocido que la combustión no puede tener lugar en ausencia de una
cantidad mínima de oxígeno, ya sea ya sea que se encuentre disponible en el aire
mezclado con los gases y vapores emanados de una sustancia combustible o de
un componente interno del combustible. De la misma forma, debe haber
suficientes vapores o gases combustibles disponibles en la mezcla aire-
combustibles para soportar y sostener la combustión.
Gráfico No. 20: Límites de inflamabilidad
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=L%C3%ADmites+de+inflamabilidad+y+ explosividad.&um=1&hl=es&biw=1360&bih=601&tbm=isch&tbnid=ArcY1FwJXP0blM:&imgrefurl=http Elaborado por: Cristian Chuquín
Así existen límites inferiores y superiores asociados con las concentraciones del
combustible en el aire que se incendia y permite que las flamas se dispersen
alejándose de la fuente de la ignición (permiten que las flamas se propaguen). Las
concentraciones de combustibles por debajo del límite inferior, contienen una
cantidad insuficiente de combustible para encender y propagar su flama y se les
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 42
conoce como demasiado ligeras para arder. Aquellas que se encuentran por
encima del límite superior son consideradas demasiado ricas para encender,
contienen demasiado combustible y/o poco oxígeno.
La concentración mínima de un vapor o gas en el aire que puede incendiarse y
propagar flama se le conoce como concentración límite inferior de inflamabilidad
(LII) o su concentración límite inferior de explosividad (LIE) y usualmente se
expresa como un porcentaje por volumen de los vapores combustibles en el aire.
Las palabras inflamabilidad y explosividad se utiliza de manera intercambiable, de
tal forma que los valores LII son típicamente iguales a los valores de LIE en la
literatura. La razón de esto es que la concentración de un combustible que arde
en el aire también es de esperarse que explote bajo las condiciones apropiadas.
Esta suposición es aproximadamente verdadera para ciertos combustibles donde
los valores LIE precisos pueden ser ligeramente mayores que los valore LII, pero
se ha vuelto ampliamente aceptada a través de décadas de uso. De manera
similar al caso anterior, la concentración máxima de un gas o un vapor en el aire
que puede incendiarse y propagar la flama se le conoce como límite superior de
inflamabilidad (LSI) o límite superior de explosividad (LSE) del combustible.
Los valores LII y LIE se relacionan con los puntos de ignición de las sustancias
combustibles en que el punto de ignición es en teoría la temperatura a presión
atmosférica a la que una sustancia debe elevarse para producir una
concentración de gas o vapor sobre su superficie equivalente a su concentración
LII y LIE. Esta relación no siempre se observa en la práctica, a causa de equipos
y procedimientos de medición del punto de ignición, no siempre predicen valores
precisos.
Los límites de inflamabilidad y explosividad que se encuentran en la literatura son
mediciones hechas a temperatura y presiones atmosféricas normales. Tomando
en cuenta que puede haber una variación considerable en estos límites a
presiones o temperaturas por arriba o debajo de las normales. El efecto general
de un incremento en la temperatura o presión es el de reducir el límite inferior e
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 43
incrementar el límite superior. Las disminuciones en la temperatura o presión
tiene el efecto opuesto.
Como nota final, es también importante la apreciación de que ciertos sólidos,
cuando se dispersan en el aire como polvos finos, también pueden ser capaces
de arder y explotar al encontrar una fuente de ignición adecuada. Algunos
ejemplos incluyen polvo de carbón que se producen en operaciones mineras, el
polvo del grano que se produce en los silos durante las operaciones de
almacenamiento o transferencia y la harina producida en la operación de un
molino. Los límites de inflamabilidad o explosividad para materiales sólidos se
expresa usualmente en unidades de peso de solido presente en un volumen
especifico de aire.
2.1.4.2 Temperaturas de autoignición.
La temperatura de ignición o autoignición (TAI) de una sustancia, ya sea sólida,
líquida o gaseosa, es la temperatura mínima para iniciar o causar una combustión
autosostenida en ausencia de chispa o flama. Estas temperaturas deben ser
vistas como aproximaciones, aún más que los puntos de ignición o límites de
inflamabilidad, debido a los muchos factores que puedan afectar los resultados de
las pruebas.
De hecho debemos notar que muchos valores que se encuentran en la literatura
fueron determinados utilizando métodos de prueba que ahora se encuentran
obsoletos. Los nuevos métodos adoptados por la ASTM demuestran
frecuentemente temperaturas sustancialmente menores para el inicio de la
combustión de métodos anteriores.
La tabla Nº 6 muestra algunos de los materiales peligrosos y sus datos de
inflamabilidad asociados. Los que se encuentran en o cerca del extremo superior
de la lista son extremadamente inflamables o volátiles y son más propensos a
producir grandes cantidades de gases y vapores inflamables al ser liberados,
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 44
gases que pueden viajar a una distancia considerables del lugar del derrame a
permanecer dentro de las concentraciones límites de inflamabilidad y explosividad
en el aire. Los que se encuentran cerca o al final de la lista, son difíciles de
encender sin ser calentados previamente y tienden a tener presiones de vapor
mucho menores.
Tabla No. 6: Ejemplos de características de inflamabilidad
Sustancia
Punto de ignición de receptáculo
cerrado (oF)
Límite inferior de
inflamabilidad LII (%)
Límite superior de
inflamabilidad LSI (%)
Temperatura de
autoignición TAI (oF)
Propano Muy bajo 2.1 9.5 842
Gasolina (-45 a -36) (1.4 - 1.5) (7.4 - 7.6) (536 - 853)
Acetona -4 2.5 13 869
Alcohol isopropílico
53 2.0 (12.7 a 200
oF) 750
Turpentina 95 0.8 * 488
Aceite combustible No 2
(126 - 204) * * 494
Aceite de motor
(275 - 600) * * (325 - 625)
Aceite de cacahuate
540 * * 833
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
2.2 MEDIDAS DE LOS EFECTOS DE INFLAMABILIDAD.
Es obvio que el contacto directo con una flama de cualquier tipo no es una buena
idea durante cualquier periodo de tiempo prolongado debido a que el calor
extremo puede incendiar los materiales o quemar y destruir severamente el tejido
vivo. Lo que no puede entenderse completamente es que el fuego puede causar
daños y lesiones a distancia a través de la radiación térmica, de forma no muy
distinta como el sol calienta la tierra. Tal radiación, la cual es completamente
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 45
distinta a la radiación nuclear, es más potente sobre la superficie de la flama y se
debilita rápidamente al alejarse en cualquier dirección.
En consecuencia, durante una fuga mayor de material peligroso en donde se
involucre el fuego, los daños a la propiedad y las lesiones a las personas puede
ocurrir no solo en las áreas donde se encuentra el fuego, si no también en la zona
que rodea el incendio.
Tabla No. 7: Criterios de lesiones por quemadura debido a la radiación
térmica
kw/m2 BTU/hr-ft2
Tiempo para dolor
severo (seg)
Tiempo para
quemadura de 2o grado (seg)
1 300 115 663
2 600 45 187
3 1000 27 92
4 1300 18 57
5 1600 13 40
6 1900 11 30
8 2500 7 20
10 3200 5 14
12 3800 4 11 Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Los niveles de radiación térmica (también conocidos como flujos de radiación
térmica) se miden y se expresa en unidades de potencia por unidad de área, del
elemento que recibe la energía. Sin embargo, debido a que el daño o la lesión
sostenida por el objeto receptor es una función de la duración de la exposición
así como el nivel, las dosis de radiación térmica.
Estas dosis se determinan al combinar los niveles de radiación con los tiempos de
exposición y se expresan en unidades de energía por unidad de tiempo por
unidad de área de superficie receptora.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 46
2.3 CLASIFICACIÓN Y TIPOS DE FUEGO.
Para un mejor resultado en el combate de un fuego incipiente, se debe considerar
el material que está en combustión, ya que de allí se parte, en utilizar los medios
de extinción adecuados. Imaginémonos estar al frente de un pequeño incendio en
un tablero eléctrico y por desconocimiento de la clase de fuego que se está
iniciando tratemos de extinguir con agua ¿qué sucedería?, es por esto que a
continuación se dan a conocer y se clasifican los diferentes tipos de fuegos.
2.3.1 CLASES DE FUEGO.
Los fuegos se clasifican de la siguiente manera de acuerdo al material de
combustión.
Clase A
Son los tipos de incendio que se declaran en los combustibles sólidos comunes.
Ejemplo: papel, madera, derivados de resina. Este tipo de incendio puede arder
con llama o incandescente.
Gráfico No. 21: Fuego clase A
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=fuego+clase+a&um Elaborado por: Cristian Chuquín
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 47
Clase B
Son los tipos de incendio que se producen en líquidos inflamables, derivados del
petróleo. Este tipo de incendio siempre arde con llama.
Gráfico No. 22: Fuego clase B
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=fuego+clase+b&um Elaborado por: Cristian Chuquín
Clase C
Son los tipos de incendio que se producen en instalaciones eléctricas (CON
TENSIÓN). En las instalaciones de alta tensión se debe cortar la energía de la
central, en cambio, en las de baja generalmente y de acuerdo con la instalación,
salta la térmica.
Gráfico No. 23: Fuego clase C
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=fuego+clase+c&um Elaborado por: Cristian Chuquín
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 48
Clase D
Son los tipos de incendio que se declaran en los metales combustibles tales como
magnesio, titanio, zirconio, sodio, potasio, etc.
Gráfico No. 24: Fuego clase D
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=fuego+clase+d&um Elaborado por: Cristian Chuquín
A este tipo de incendio no debe arrojarse agua, ya que se produce una reacción
química que provoca explosiones con desprendimiento de esquirlas del material
comprometido poniendo en riesgo la vida del personal actuante.
Clase K
Son los tipos de incendio que se producen en aceites vegetales, los cuales no
están comprendidos en los de clase B.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 49
Gráfico No. 25: Fuego clase K
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=fuego+k&um Elaborado por: Cristian Chuquín
2.3.2 TIPOS DE FUEGO DESDE LA IGNICIÓN.
Existen seis tipos de esenciales de fuego, asociados con la descarga de
materiales peligrosos, con El tipo de fuego siendo una función no solo de las
características y propiedades de la sustancia derramada sino también de las
circunstancias que rodean la emisión y/o ignición.
Los seis tipos son:
Flama de chorro (Flame jet)
Bolas de fuego como resultados de las explosiones de vapor por expansión
de líquidos en ebullición (BLEVE)
Fuegos en nubes de vapor o polvo
Fuegos en encharcamiento de líquidos
Fuegos que involucran sólidos inflamables (como los define el
Departamento de Transporte de los EEUU), y
Fuegos que involucran combustibles ordinarios
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 50
2.3.2.1 Flama de chorro.
Los tanques de almacenamiento, transporte o tuberías que contienen gases bajo
presión (ej. Gases comprimidos) o sustancias normalmente gaseosas que se han
comprimido al punto de convertirse en líquidos (ej. Gases licuados comprimidos)
pueden descargar gases a alta velocidad, si se perfora o rompe en alguna forma
durante un accidente. La descarga o ventilación del gas a través del agujero
forma un chorro de gas que “sopla” hacia la atmósfera en la dirección en la que se
encuentre el agujero, mientras entra y se mezcla con el aire. Si el gas es
inflamable y se encuentra una fuente de ignición, puede formarse una flama de
chorro de longitud considerable (posiblemente de cientos de pies de largo) a partir
de un agujero de menos de un pie de diámetro.
Gráfico No. 26: Flama de chorro
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=flame+jet&um Elaborado por: Cristian Chuquín.
Estos chorros presentan un peligro de radiación térmica para las personas y
propiedades cercanas y son particularmente peligrosos si chocan contra el
exterior de un tanque intacto cercano que contenga material peligroso inflamable,
volátil y/o autoreactivo. Estos eventos ocurren a veces durante descarrilamiento
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 51
de múltiples vagones de ferrocarril o en incidentes en plantas químicas atestadas
o en instalaciones de procesamiento o almacenaje de petróleo/gas.
En estos casos, el calor de la flama incrementa la presión en el tanque intacto,
mientras debilita las paredes externas. Esto puede causar eventualmente que el
tanque que el tanque se desgarre violentamente o explote en un evento conocido
como BLEVE, particularmente si la flama toca la pared en el espacio de vapor del
contenedor donde no existe líquido adyacente para alejar el calor de la superficie
de la pared. Si el contenido no es inflamable sino tóxico, puede ser que se libere
una gran cantidad de vapores o gases tóxicos en la atmósfera.
2.3.2.2 Bolas de fuego como resultante de Bleve.
Las exposiciones de vapor por expansión de líquidos en ebullición (Bleve por sus
siglas en inglés) se encuentran entre los eventos más temidos cuando existen
tanques cerrados de materiales peligrosos en estado líquido o gaseoso que se
encuentran expuestos al fuego.
Aunque se les denomina explosiones, no se les asocia en muchos casos fuertes
ondas de choque. En su lugar, involucran la ruptura violenta de un contenedor de
material inflamable y la rápida vaporización de este material. Si la sustancia es
inflamable, puede formarse una bola de fuego ascendente de grandes
dimensiones, cuyo tamaño varía según la cantidad de material peligroso presente
y que puede ser tan grande como de 1000 pies de diámetro cuando se trata de un
carro tanque de ferrocarril que contenga un gas licuado comprimido inflamable
como propano líquido o gas LP.
Aunque la bola de fuego generalmente es de corta duración, la intensa radiación
térmica generada puede causar quemaduras severas y posiblemente fatales a
las personas expuestas a distancias relativamente considerables en cuestión de
segundos. Además de esto, si el tanque es relativamente largo y de forma
cilíndrica, parte de éste puede literalmente “salir volando” por el aire, expulsando
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 52
gases y líquidos ardientes más adelante. Se ha sabido de pedazos de estos
tanques que han viajado distancias de hasta 5000 pies en Bleve que involucran
carros tanque de ferrocarril. Han ocurrido incendios y diversos daños por impacto
en los puntos donde han caído las piezas más grandes.
Nota: Tome en cuenta que existe la posibilidad de que el tanque sea expulsado al
abrirse violentamente o explotar, sin importar si su contenido es inflamable o no.
Gráfico No. 27: Bleve
Fuente: http://www.google.com.ec/imgres?q=bleve&um Elaborado por: Cristian Chuquín
El fenómeno que lleva a un BLEVE puede ocurrir con la mayoría de los líquidos
calentados en exceso dentro de un contenedor cerrado o con ventilación
inadecuada, sean inflamables o no, o sean materiales puros o mezclas, a menos
que se consideren otros factores circunstanciales. Dos factores importantes son la
duración de la exposición externa al fuego y la capacidad de flujo de cualquier
válvula de alivio si se encuentra presente. Si la exposición al fuego no tiene la
duración suficiente, o si la válvula de alivio puede ventilar el vapor tan rápido
como se genera, el BLEVE no ocurrirá. Un factor adicional es la disponibilidad de
enfriamiento externo a través de sistemas fijos de roció de agua, monitores de
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 53
fuego, chorros de manguera, etc. Estos pueden contribuir a la prevención del
BLEVE ya sea suprimiendo el fuego externo o enfriando el contenedor.
Finalmente, nótese que la posibilidad de un BLEVE se incrementa con la
volatilidad del material peligroso. Las sustancias con mayor presión de vapor a
cualquier temperatura se encuentran en mayor riesgo que aquellas con menores
presiones de vapor.
2.3.2.3 Fuegos de nubes de vapor o polvo.
Los vapores emanados de un charco de líquido volátil o los gases que se ventilan
de un contenedor perforado o dañado, si no se incendian inmediatamente, forman
una pluma o nube de gas o vapor que se mueve en la dirección del viento. Si esta
nube o pluma entra en contacto con una fuente de ignición en un punto en el que
su concentración se encuentre dentro del rango de sus límites superior e inferior
de inflamabilidad, puede generarse un muro de fuego que se dirige hacia la fuente
del gas o vapor, engullendo cualquier cosa que se encuentre en su camino.
De forma similar, es posible que el fuego surja a través de nubes de polvos
combustibles finamente divididos y suspendidas en el aire, sean o no clasificados
formalmente como materiales peligrosos. Las personas o propiedades atrapadas
en el interior de la nube pueden resultar severamente lesionadas o dañadas al
paso del fuego, si no cuentan con protección adecuada.
2.3.2.4 Fuegos en derrames de líquidos.
Un fuego en derrames de líquidos se define como un fuego que involucra una
cantidad de combustible líquido tal y como la gasolina derramada sobre la
superficie del terreno o sobre agua. Como en los casos anteriores, los peligros
principales para las personas o propiedades incluyen la exposición a la radiación
térmica y/o los productos tóxicos o corrosivos de la combustión. Una complicación
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 54
adicional es que el combustible líquido puede fluir, dependiendo del terreno, de
manera descendente hacia las alcantarillas, drenajes, aguas superficiales y otros
recipientes.
Gráfico No. 28: Incendio en un derrame liquido
Fuente:http://www.google.com.ec/imgres?q=fuego+en+derrames+l%C3%ADquidos&um Elaborado por: Cristian Chuquín
Han existido casos en los que tales fuegos han encendido otros materiales
combustibles en el área, o han causado BLEVE de contenedores sometidos al
fuego. En ocasiones, los charcos de líquido encendido flotando sobre el agua, han
entrado a través de las tomas de agua de instalaciones industriales y ocasionado
fuegos y explosiones internos.
Los combustibles encendidos al entrar a alcantarillas o drenajes que no se
encuentran completamente llenos de fluido han causado incendios subterráneos
y/o han amenazado las instalaciones de tratamientos industriales o municipales
que se encuentran en el extremo de recepción de la alcantarilla o drenaje.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 55
2.3.2.5 Fuegos que involucran combustibles ordinarios.
Algunos materiales peligrosos, incluyendo algunos de los sólidos inflamables
descritos arriba, arden sin riesgos especiales más allá de los que se asocian con
el papel, la madera, u otros materiales comunes en la vida cotidiana. Por ejemplo,
el papel mojado que se desecha se considera peligroso únicamente porque es
capaz de encenderse de forma espontánea (auto calentamiento y auto ignición).
Una vez encendido, no presenta una amenaza especial o fuera de lo común. Con
esto, no queremos decir que este tipo de incendio no es significativo o importante
para considerar en la planeación de emergencias, sólo que la naturaleza de la
amenaza es encontrada frecuentemente por el personal de servicio contra
incendios y es muy conocida por ellos.
2.4 PRODUCTOS DE LA COMBUSTIÓN.
Además de producir calor y radiación térmica, los incendios que involucran ciertos
materiales peligrosos pueden generar humo y gases que son más tóxicos que los
que se desprenden de sustancias ordinarias. En la mayoría de los casos, el calor
del fuego ocasiona que los productos de la combustión se eleven hacia el cielo
donde se diluyen con el aire, por debajo de los niveles de peligro antes de
aproximarse nuevamente a la superficie del terreno.
Sin embargo, en ocasiones su nivel de toxicidad puede ser tan alto que hace
necesaria la evacuación de la población hasta que se haya extinguido el fuego.
De hecho, un incidente en Ohio en 1986 con fósforo ardiendo dentro de un carro
de ferrocarril requirió la evacuación de por lo menos 40,000 personas, debido al
humo tóxico e irritante que se generó. Esta fue la mayor evacuación asociada con
un accidente ferroviario en la historia de los EE.UU.
Las hojas de seguridad de los materiales (HMS) y otras bases de datos y
manuales que describen las sustancias individualmente, normalmente proveen de
una indicación general de los productos esperados de la combustión o la
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 56
descomposición térmica. El término “general” se utiliza debido a que, es muy
probable que se señalen únicamente algunos productos bastante comunes de la
combustión o descomposición.
En el caso de los materiales compuestos solamente de carbono, hidrógeno y
oxígeno, los productos de la combustión virtualmente siempre incluyen dióxido de
carbono y monóxido de carbono altamente toxico, junto con vapor de agua y una
cierta cantidad de vapores no quemados del material peligroso. Las sustancias de
bajo peso molecular (ej. Hidrocarbonos, Simples y alcoholes), puede hecho
generar únicamente estos productos de la combustión cuando se queman
libremente en el medio ambiente natural.
Las sustancias más complejas y pesadas, sin embargo, pueden generar un
complica mezcla de sustancias, algunas de las cuales pueden ser
extremadamente tóxicas. Una regla general a seguir, es que la mayoría de los
materiales estrictamente orgánicos no presentan mayor peligro al incendiarse
(aunque el peligro puede ser de hecho muy significativo) que al de una casa de
madera o un edificio que se incendia.
La excepción principal, consiste en incendios que involucran materiales orgánicos
de alta toxicidad en estado normal, como los pesticidas como ejemplo principal.
Los incendios que involucran estos materiales, pueden particularmente
peligrosos, no solo debido a los productos tóxicos de la combustión, sino también
debido a la posible dispersión de los pesticidas sin consumir.
Puede obtenerse una idea de general de los productos inusuales de la
combustión o descomposición al observar la formula química de cualquier
material peligroso que nos interese, siendo que esta es un elemento dado casi
siempre en las Hojas de Seguridad de Materiales y otras publicaciones con
relación a la seguridad para los materiales puro. Algunos de los símbolos más
comunes usados para varios componentes individuales (ej. elementos) de
moléculas químicas incluyen.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 57
Tabla No. 8: Elementos y símbolo químico
Elemento Símbolo Químico
Bromo Br
Carbono C
Cloro Cl
Flúor F
Hidrógeno H
Plomo Pb
Mercurio Hg
Nitrógeno N
Oxígeno O
Fósforo P
Azufre S Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Si se les somete a la combustión en un ambiente de fuego, los materiales
peligrosos que contienen bromo, cloro o flúor pueden generar sustancias irritantes
o corrosivas como el bromuro de hidrógeno o ácido bromhídrico, cloruro de
hidrógeno o ácido hidroclórico, o fluoruro de hidrógeno o ácido hidrofluórico, y
posiblemente los mismos bromos, cloros y flúor en estado gaseoso.
Una sustancia extremadamente tóxica conocida como fosgeno formarse en
algunos casos cuando se encuentra presente el cloro, particularmente en
combinación con el oxígeno en la molécula química, así que es importante revisar
esta posibilidad en las hojas de seguridad de los materiales y otras fuentes de
información.
Tanto el plomo como el mercurio son metales tóxicos ampliamente conocidos que
pueden encontrarse como componente de numerosas sustancias químicas. Los
humos o emanaciones provenientes de fuegos en los que se encuentres estos y
otros metales (como el arsénico) deben ser siempre de interés.
Aunque el gas nitrógeno puro es tóxico y es un componente principal del aire, las
moléculas químicas que contengan átomos de nitrógeno pueden desprender
óxido de nitrógeno tóxico bajo condiciones de fuego. La combinación del carbono
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 58
con en nitrógeno en un grupo CN dentro de la molécula química sugiere que
puedan generarse cianuro altamente tóxicos.
El fósforo puede encenderse al contacto con el aire y generar un espeso humo
blanco que contiene ácido fosfórico y pentóxido de fósforo, humo que es
altamente irritante.
2.5 PELIGRO DE EXPLOSIÓN.
Un manejo inadecuado o descuidado de un material inflamable resulta ser a
menudo el causante principal del peligro, por lo que un manejo cuidadoso y
considerado contribuirá significativamente a limitar las posibilidades de producirse
una explosión.
El éxito de estas medidas de protección descansa dentro de la esfera de
influencia de los operadores y empleados en la parte de instalación.
2.5.1 DEFINICIÓN.
El diccionario contiene dos definiciones para el verbo explotar que son relevantes
para los materiales peligrosos, siendo éstas:
- Arder rápidamente de tal forma que exista una violenta expansión de gases
calientes con gran fuerza destructiva y fuerte ruido (en lo que se conoce
una explosión térmica).
- Estallar violentamente como resultado de la presión interna (en lo que se
conoce como una explosión no térmica).
La primera definición involucra claramente la ignición y emisión de energía
térmica de un material o mezcla o mezcla explosivos y la segunda no lo es. En
adelante veremos primero las condiciones y factores que definen el potencial de
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 59
ambos tipos de explosiones, tanto térmicas como no térmicas, seguido de una
explicación de cómo pueden ser medidos los efectos de una explosión y entonces
veremos los distintos tipos de explosiones que cumplen con criterios anteriores y
que pueden encontrarse en accidentes relacionados con materiales peligrosos.
2.5.2 FACTORES QUE INFLUYEN EN EL POTENCIAL DE EXPLOSIÓN.
Dentro de los factores de explosión se encuentran las explosiones térmicas y no
térmicas.
2.5.2.1 Explosiones térmicas.
Las definiciones de los límites superiores e inferiores de inflamabilidad
presentadas anteriormente explican que estos términos se usan de manera
intercambiable con los términos de límites superior e inferiores de explosividad en
el aire. La razón para esto es que una mezcla inflamable de combustible en el
aire, por ejemplo, una mezcla dentro del rango de las concentraciones del límite
superior e inferior de inflamabilidad, puede explotar bajo condiciones apropiadas.
Similarmente, una nube de polvo combustible puede explotar si las
concentraciones de aire se encuentran dentro de estos límites y la nube se
encuentra confinada.
El conjunto de condiciones bajo las cuales son más comunes las explosiones de
gases o vapores, comprende la ignición del material dentro del espacio confinado
de un edificio, una tubería de drenaje, un túnel, un tanque de almacenamiento de
líquido parcialmente vacío (en tierra o transporte) u otro contenedor. Las
explosiones de polvo han ocurrido frecuentemente en instalaciones de manejo de
granos y silos de almacenamiento así como otros lugares en los que se manejan
o generan los polvos finos combustibles.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 60
De lo anterior se deduce que virtualmente todas las sustancias que se manejan
bajo condiciones en las que las mezclas aire combustible se encuentran entre los
límites y ocupen una fracción significativa de un espacio cerrado tienen una alta
probabilidad de explotar en lugar de simplemente arde cuando se enciende. Sin
embargo, debe notarse que las mezclas gaseosas también pueden explotar en
momentos en los momentos en los que se encuentran confinadas sólo
parcialmente o aun completamente libres en un ambiente libre.
Estas últimas explosiones, llamadas nubes de vapor no confinadas, a menudo
tienen mucho menos potencia que las explosiones en confinamiento, y se ha
observado que algunas sustancias tienen una probabilidad mucho mayor de
explotar cuando no se encuentran confinadas, que otras. No obstante, eventos
previos han demostrado que las explosiones no confinadas pueden
ocasionalmente causar un daño devastador y lesiones extensas, especialmente
cuando el peso del vapor o gas en el aire excede las 1000 lb. Por debajo de este
peso, las explosiones de nubes de vapor no confinadas son bastante raras y
típicamente involucran a relativamente pocos materiales específicos.
Existen también muchos sólidos y líquidos que pueden explotar o detonar si se
encienden, se les golpea o se les somete a calor o la fricción, dependiendo en sus
propiedades y características individuales. Algunos de los ejemplos mas
conocidos son el TNT, la dinamita, la pólvora y la nitroglicerina a los que se
refieren como explosivos de fase condensada o altos explosivos.
La determinación de si un líquido o un sólido en particular pueden ser explosivo y
las condiciones bajo las cuales puede explotar, requiere una investigación caso
por caso, debido a que no existe una característica o propiedad específica que
aparte de otros materiales. Afortunadamente los fabricantes de estos materiales,
la base de datos y manuales de materiales peligrosos usualmente señalan las
propiedades explosivas de tales materiales.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 61
Gráfico No. 29: Explosión térmica
Fuente:http://www.google.com.ec/imgres?q=explosion+termica&um=1&hl=es&biw=1360&bih=601&tbm=isch&tbnid=mSYTx9OIGu9ChM:&imgrefurl= 1 Elaborado por: Cristian Chuquín
La fuerza o potencial de una explosión térmica, de cualquier manera que uno
desee expresarla, es una función de tres factores principales:
- La cantidad de combustible.
- La cantidad de energía disponible.
- La fricción de la energía disponible (conocida como el factor de eficiencia)
que se espera sea liberada en el momento de la explosión.
En términos más simples, se entiende que dos cartuchos de dinamita producen
un estallido mayor que uno solo, que las mezclas de aire combustible por debajo
o sobre las concentraciones límites explosivas en el aire pueden no proporcionar
fuerza adicional a una explosión y que algunas sustancias contienen mayor
energía por unidad de peso que otras.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 62
2.5.2.2 Explosiones no térmicas.
El tipo más sencillo de explosión no térmica a entender es que se debe a la
presurización excesiva de un contenedor de cualquier tipo, sellado ventilado
inadecuadamente. De manera muy similar a como estallaría un globo si se inyecta
demasiado aire, las paredes de un tanque sellado u otro contenedor puede
romperse violentamente si se introduce demasiado gas o líquido, si una reacción
química interna produce gases o vapores en exceso, o si una reacción u otra
fuente de calor incrementa la presión de vapor interna del contenido hasta el
punto en que las paredes se estiren más allá de su punto de ruptura.
Considerando que la ignición o el fuego no se relacionen directamente con el
proceso de la explosión, se toma en cuenta estos eventos como explosiones no
térmicas, aunque el contenido del contenedor pueda encenderse de manera
subsecuente a su liberación, si se encuentra presente una fuente ignición
apropiada y la sustancia es inflamable o combustible.
Gráfico No. 30: Explosión no térmica
Fuente:http://www.google.com.ec/imgres?q=explosion+de+un+tanque+presurizado Elaborado por: Cristian Chuquín
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 63
La fuerza de una explosión no térmica de un tanque por sobrepresión es una
función de la presión a las que las paredes del tanque estalla y la naturaleza de la
misma (ya que sea quebradiza y se rompa de pronto con un crujido o sea dúctil y
tienda probablemente a estirarse y después rajarse o dividirse a lo largo de una
línea en la superficie del tanque) si el tanque contiene gas bajo presión, el
volumen de gas dentro del tanque también será importante.Como una nota final,
las explosiones no térmicas, las explosiones no térmicas que involucran gases o
vapores comprimidos tienen mucha mayor probabilidad de causar daños a objetos
distantes que las que involucran líquidos. Esto proviene a partir de la definición
del impacto y ondas de choque que se presentan más adelante y la naturaleza
incomprensible de los líquidos.
2.5.3 TIPOS DE EXPLOSIONES.
La mayoría de los tipos básicos de explosiones se han descrito previamente, pero
es conveniente listarlos nuevamente y proporcionar una definición más formal de
los términos.
2.5.3.1 Explosiones por sobrepresión de un tanque o contenedor.
Como se mencionaba anteriormente, estos eventos son el resultado de la presión
excesiva dentro de un tanque sellado u otro contenedor y son denominadas
explosiones no térmicas. Ocurren cuando la presión excesiva ocasiona la violenta
ruptura de las paredes del tanque o contenedor, como cuando un globo explota
cuando se le inyecta demasiado aire.
2.5.3.2 Explosión de polvo.
Una nube de polvo combustible que se encuentra en el aire y tenga una
concentración que se encuentre dentro de sus límites superior e inferior de
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 64
explosividad puede explotar cuando se enciende. Las explosiones ocurren
usualmente cuando el polvo llena la mayor parte de un espacio cerrado de algún
tipo.
Una explicación previa de los peligros de incendio describía como las nubes de
polvo en el aire que no explotan, simplemente se queman en un fuego de nube de
polvo al que también se le denomina como deflagración y explosión, dado que las
deflagraciones también son capaces de producir ondas de choque con
sobrepresiones máximas medibles. Usualmente, es hasta que estas
sobrepresiones se vuelvan significativas al punto de causar daños o lesiones que
el evento es llamado una explosión. Cuando la onda de choque o impacto se
mueve a una velocidad mayor a la del sonido bajo las condiciones presentes,
siendo así capaz de causar el máximo de daños, que el evento puede ser llamado
una detonación.
Gráfico No. 31: Explosión de polvo
Fuente:http://www.google.com.ec/imgres?q=explosion+de+polvo&um=1&hl=es&biw=1360&bih Elaborado por: Cristian Chuquín
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2.5.3.3 Explosiones de gas o vapor.
Como en el caso de los polvos en el aire, un gas o vapor que se encuentre dentro
de las concentraciones límite de inflamabilidad o explosividad puede causar una
deflagración, explosión o detonación al encenderse. Estos eventos pueden ocurrir
cuando la mezcla de aire-combustible se encuentra confinada total o parcialmente
o completamente en libertad, pero el confinamiento incrementa de manera
definitiva la probabilidad de lesiones o daños materiales significativos. Note que el
material puede ser liberado directamente al medio ambiente vulnerable o puede
desarrollarse a partir de líquidos en ebullición o evaporación que han entrado al
área.
Tabla No. 9: Estimado de daños por sobrepresión en explosiones
Sobrepresión (psig) Daño esperado
0.03 Ruptura ocasional de ventanas grandes que ya se encuentren bajo tensión
0.04 Ruido elevado (143 dB); fallas en vidrio debido al “boom” sónico.
0.10 Ruptura de ventanas pequeñas bajo tensión
0.15 Presión típica para fallas en vidrio
0.30 Cierto daño en techos de casas, 10% de rupturas en vidrios de ventana.
0.40 Daño estructural menor limitado
0.50-1.0 Normalmente ventanas despedazadas, algo de daño en los marcos de las mismas.
0.7 Daño menor a estructuras de casas.
1.0 Demolición parcial de casas, éstas se vuelven inhabitables.
1.0-2.0 Paneles de metal corrugado que fallan y se doblan. Implosión de paneles de madera para construcción.
1.0-8.0 Rango de lesiones de leves a serias debido a laceraciones de la piel por pedazos volantes de vidrio y otros misiles.
1.3 Ligera distorsión en marco de metal de edificios recubiertos.
2.0 Colapso parcial de muros y techos de casas.
2.0-3.0 Destrucción de muros de concreto no reforzado o de block pre quemado.
Fuente: Lees, F.P.; Prevención de Pérdidas en Industrias de Procesos. Vol.1, Butterworths, London & Boston, 1980. Elaborado por: Cristian Chuquín
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Continuación de la Tabla No. 9
2.3 Límite inferior de daño estructural serio.
2.4-12.2 Rango de 1 a 90% de rotura de tímpanos entre las personas expuestas.
2.5 Destrucción del 50% del enladrillado casero.
3.0 Edificios con estructura de acero distorsionado y arrancado de sus cimientos.
3.0-4.0 Edificios de panel de acero sin estructura arruinados.
4.0 Ruptura en recubrimiento de edificios industriales ligeros.
5.0 Postes de madera arrancados.
5.0-7.0 Destrucción casi completa de casas.
7.0 Volcadura de carros de ferrocarril con carga.
7.0-8.0 Falla en muro de ladrillos de 8 a 12” de espesor sin refuerzo debido a la flexión o desgarre.
9.0 Demolición de contenedores de ferrocarril con agua.
10.0 Posible destrucción total de edificios.
14.5-29.0 Rango de 1 a 99% de fatalidades entre las personas expuestas debido a los efectos directos del estallido.
Fuente: Lees, F.P.; Prevención de Pérdidas en Industrias de Procesos. Vol.1, Butterworths, London & Boston, 1980. Elaborado por: Cristian Chuquín
2.5.3.4 Explosiones o detonaciones de fase condensada.
Como se comendaba anteriormente, cuando la sustancia que explota o detona es
un líquido o sólido, el evento es llamado a menudo como una explosión o
detonación de fase condensada. Aquellos que utilizan este término son más
propensos a denominar a los eventos que involucran gases o vapores en el aire
como explosiones o detonaciones de fase difusa o de fase gaseosa.
2.5.3.5 Explosiones de vapor por expansión de líquidos en ebullición.
En la sección anterior se describe a los BLEVES en detalle al explicar los peligros
concernientes al fuego, en donde se afirmaba que no se les asocia con fuertes
ondas de impacto en la mayoría de los casos. Obviamente, esto significa que en
ocasiones es posible que ocurran ondas de choque o impacto con suficiente
potencia para causar daños o lesiones.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 67
Aunque algunos expertos pueden estar en desacuerdo con los puntos finos de lo
que se menciona, los BLEVES también pueden ser descritos como una
combinación de otros tipos de fuegos o explosiones. De hecho, el estallido de un
tanque de líquido o gas licuado comprimido, debido al sobrecalentamiento, se
relaciona con las explosiones por sobrepresión de un tanque o contenedor. La
ignición subsecuente de los gases en expansión, que puede resultar en una gran
bola de fuego, puede considerarse como el resultado de un tipo de deflagración
de nube de gas o vapor.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 69
CAPÍTULO III
3 ANÁLISIS DE FUEGO Y EXPLOSIÓN (EPA, AICHE Y
FEMA).
El análisis de fuego y explosión se realiza de acuerdo a la metodología de la
Agencia de Protección Ambiental, Instituto Americano de Ingenieros químicos y la
Agencia de Administración Federal de Emergencias los cuales son de Estados
Unidos.
3.1 GENERALIDADES DEL RIESGO DE FUEGO Y EXPLOSIÓN.
El análisis de riesgos es un conjunto de procedimientos cualitativos y cuantitativos
que permiten evaluar el riesgo a partir del establecimiento de los eventos
iniciantes, eventos amenazantes, caracterización de los escenarios de riesgo y de
la estimación de sus consecuencias.
El análisis a evaluar en el presente documento serán aquellas basadas en la
materialización de los escenarios de riesgos seleccionados para el Terminal de
Productos Limpios Ambato, que serán definidos mediante el análisis de los
eventos iniciantes y eventos amenazantes realizado en la selección de los
escenarios de riesgo.
El gráfico No. 32 esquematiza el desarrollo de la amenaza donde los productos
inflamables representan un riesgo tecnológico que es afectado por diversas
causas, las cuales generan eventos iniciantes que bajo condiciones apropiadas
dan origen a eventos amenazantes tales como incendios y explosiones.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 70
Gráfico No. 32: Esquema del desarrollo de la amenaza
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
3.1.1 CARACTERIZACIÓN DE LOS ESCENARIOS DE RIESGO.
Los escenarios de riesgos se definen como localizaciones ó áreas físicas que bajo
condiciones específicas de operación, mantenimiento y ambientales
desencadenan accidentes no deseables o daños sobre el personal, los activos, la
continuidad de la operación y el medio ambiente.
3.1.1.1 Eventos iniciantes.
Las causas iníciales o eventos iniciantes de un escenario de riesgo se definen
como la liberación de materia y/o energía, contenida en recipientes, tuberías de
flujo o equipos. Cada una de las facilidades conlleva una amenaza diferente, por
tal razón es necesario detallar las causas que pueden alterar las condiciones
normales de cada una.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 71
3.1.1.2 Tanques de almacenamiento.
Las fallas en los tanques de almacenamiento que ocurren con mayor frecuencia
son debidas a errores operacionales y a otras causas tales como incendios ó
explosiones en equipos vecinos. Para tanques pequeños de almacenamiento los
motivos de falla más comunes son escapes y obstrucciones en tuberías de salida
y trasiego. El rompimiento, como factor de falla, es generalmente originado por
eventos externos tales como choques, sobrepresión o incendios.
3.1.1.3 Equipos de proceso.
Entre las causas de falla para equipos de proceso se tienen:
Mantenimiento inadecuado.
Falla por sobrepresión.
Movimiento en estructuras.
Falla en sellos, válvulas y bridas.
Estática.
Corrosión o erosión.
Vibración que causa fatiga.
Daños que ocurren durante la instalación (estos pueden permanecer
escondidos durante un largo tiempo).
Movimiento en estructuras.
3.1.1.4 Líneas de proceso.
Las causas de falla en secciones de líneas de proceso corresponden a bloqueos,
escapes o rupturas. Sólo en casos extremos la corrosión será una causa de
bloqueo. Las principales causas de falla corresponden a depósitos, impurezas o
cuerpos extraños especialmente en los puntos bajos de alguna sección de la línea
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o a flujos están cados. Los escapes o las rupturas de líneas de proceso pueden
ser causados por:
Corrosión o erosión
Sobretensión, cuando una línea es usada también como soporte estructural
(especialmente durante construcciones o instalaciones).
Daños que ocurren durante la instalación (estos pueden permanecer
escondidos durante un largo tiempo).
Esfuerzos por expansión, especialmente si las uniones flexibles se
encuentran muy cercanas.
Movimiento en estructuras.
Procesos de excavación que pueden afectar a las líneas subterráneas.
Explosiones o sobrepresiones internas o externas.
Sobrecalentamiento debido a procesos o por incendios, causando
debilitamiento de las paredes de la línea.
Vibración que causa fatiga.
Por líneas a muy altas temperaturas.
Falla en sellos, válvulas y bridas.
Falla por sobrepresión.
3.1.1.5 Fuentes de ignición.
Cualquier fuente de calor natural o artificial capaz de encender productos
inflamables, combustibles o gases combustibles. En las instalaciones objeto del
estudio las principales fuentes de ignición son:
Vehículos.
Fósforos/ cigarrillos.
Electricidad estática.
Descargas atmosféricas (rayos).
Cortocircuitos.
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Trabajo en caliente.
Chispas en equipos rotativos.
Superficies calientes.
Trabajos en caliente.
Terrorismo y sabotaje.
3.1.2 TIPO DE FUENTE.
El modelo SCRI-SLAB considera cuatro tipos de fuente (IDSPL);
1.- Emisión de un derrame en evaporación;
2.- Emisión de chorro horizontal;
3.- Emisión de chorro vertical;
4.- Emisión instantánea o emisión de un derrame en evaporación de corta
duración.
La emisión de un derrame en evaporación de considera como una fuente de área
a nivel del piso y de una duración finita (TSD). El centro de la fuente está
localizada en (x=0), (y=0) y (z=0), donde (x) es la distancia viento abajo, (y) es la
distancia perpendicular al viento y (z) es la altura.
Cuando la duración de derrame es suficientemente corto, no se forma una pluma
de estado estable en ninguna distancia viento abajo. Cuando el código del modelo
determina que este es el caso, automáticamente detiene el cálculo y redefine el
tipo de fuente como una emisión de un derrame de evaporación de corta duración
(IDSPL=4) e inicia el cálculo nuevamente.
Este cambio en tipo de fuente se muestra en el reporte de resultados donde el
tipo de fuente (IDSPL) se cambia de 1 a 4. La emisión de chorro horizontal, es
una fuente de área con el plano de la fuente perpendicular a la dirección del
viento y la velocidad de la fuente apuntando directamente viento bajo.
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El centro del chorro ésta localizado en (x=1), (y=0) y (z=HS) (altura de la fuente).
La concentración de masa inicial (fracción de masa) es 1.0 con la fracción de
masa líquida inicial específica por el parámetro de entrada (CMEDO) y por lo
tanto la fracción de masa de vapor inicial es (1.0-CMEDO).
La emisión de chorro vertical o de chimenea es una fuente de área con el plano
de la fuente paralela al suelo y la velocidad de la fuente apuntando directamente
hacia arriba. El centro de la fuente está localizado en x=0, y=0 y z=HS (altura de
la fuente). La concentración de la masa inicial (fracción de masa) es 1.0 con la
fracción de masa líquida inicial especificada por el parámetro de entrada
(CMEDO) y por lo tanto la fracción de masa de vapor inicial es de 1.0-CMEDO.
La emisión instantánea o emisión de un derrame en evaporación de corta
duración es una combinación de dos fuentes: una fuente de volumen instantánea
con una masa total dada por los parámetros (QTIS) y una fuente aérea de corta
duración a nivel de piso con un caudal o tasa de emisión y duración del derrame
dados por los parámetros (QS) y (TSD) respectivamente.
Cuando se va simular una emisión de volumen instantánea, se especifica (QTIS),
(QS) y (TSD) son igual a cero. En el código del modelo la presión dentro de la
nube es siempre igual a la presión ambiental, PA =101325 N/m2 =1 atm.
Consecuentemente, si una emisión de una fuente de expansión (explosión) es
simulada, el cálculo del modelo inicia después de que la fuente está
completamente expandida y la presión se ha reducido a la presión ambiental.
La emisión de un derrame en evaporación de corta duración, se entiende que es
por emisión, cuando un derrame en evaporación (IDSPL=1) es tan corto que
alcanza un estado estable en la nube dispersándose. En este caso, el código del
modelo, automáticamente cambia a emisión instantánea (IDSPL=4).
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3.1.3 PROPIEDADES DE LA FUENTE.
Las propiedades de la fuente son las siguientes.
3.1.3.1 WMS – Peso molecular del material en la fuente (kg/mol).
El peso molecular del material en la fuente es la suma de los pesos atómicos que
entran en la fórmula molecular, en este caso el de los hidrocarburos presentes en
el Terminal de Productos Limpios Ambato.
3.1.3.2 CPS – Capacidad calorífica del vapor a presión constante y TA (J/kg0K).
La capacidad calorífica de un cuerpo es la cantidad de energía calorífica
transferida a un cuerpo o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de
temperatura que se experimenta.
3.1.3.3 TBP – Temperatura de ebullición del material en la fuente (0K).
Es la temperatura a la cual un líquido al entregarle calor no aumenta la
temperatura sino que cambia de estado.
Esta temperatura varía con la presión, no solo el agua tiene una temperatura de
ebullición (son 100 ºC a nivel del mar) también lo tienen otros líquidos como los
aceites, alcohol y los derivados del petróleo.
3.1.3.4 CMEDO – Fracción de masa líquida inicial.
Se asume que la emisión es de una sustancia pura con una fracción (CMEDO) en
la fase líquida en forma de gotas del líquido y el resto (1.0 - CMEDO) está en fase
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de vapor. Las fuentes de un derrame en evaporación son solo vapor (CMEDO=0),
mientras que las fuentes instantáneas y de chorro pueden incluir una fracción del
líquido.
Se asume que se forma una mezcla de vapor y gotas de líquido cuando el
material se almacena como líquido bajo presión a una temperatura (Tst) arriba del
punto de ebullición (TBP) y el material es emitido rápidamente debido a la ruptura
del contenedor. Estas temperaturas se pueden utilizar para estimar la fracción de
masa en fase líquida utilizando la siguiente ecuación.
Ecuación No. 1: Fracción de masa líquida inicial
CMEDO = 1.0 – CPSL * (Tst - TBP) / DHE
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
TBP = Temperatura de ebullición (0K)
CPSL = Calor específico del material en fase líquida a TBP (J/kg 0K)
DHE = Calor de evaporización a temperatura de ebullición TBP (J/kg)
Tst = Temperatura de almacenamiento (0K)
Si la temperatura de almacenamiento es menor o igual a la temperatura de
ebullición (TBP), el material emitido será solo líquido y formará posiblemente un
derrame de líquido a nivel de piso. En este caso, se sugiere que el tipo de fuente
se cambie a una emisión de un derrame en evaporación (IDSPL=1) la facción de
masa líquida sea cero (CMEDO=0) y el área del derrame del líquido en
evaporación sea especificada con el parámetro de entrada AS. Utilizando estos
datos, el código del modelo calculará la tasa de evaporación (WS) del derrame del
líquido como:
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Ecuación No. 2: Tasa de evaporación
WS = QS / (RHOS*AS)
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
QS = Caudal de masa de la fuente (kg/s)
AS = Área de la fuente (m2)
RHOS = Densidad del vapor calculada por el código del programa a la
temperatura de ebullición TBP (kg/m3)
3.1.3.5 DHE – Calor de evaporización a temperatura de ebullición (J/kg).
Es la cantidad de calor necesaria para convertir un líquido en vapor a temperatura de
ebullición la misma que es el proceso inverso al de la condensación.
3.1.3.6 CPSL – Calor específico del líquido del material de la fuente (J/kg 0K).
Es la cantidad de calor que hay que suministrar al liquido del material en la fuente
para elevar su temperatura en una unidad (kelvin o grado Celsius). En general, el
valor del calor específico depende de dicha temperatura inicial.
3.1.3.7 RHOSL – Densidad del líquido del material en la fuente (kg/m3).
Una de las propiedades de los sólidos, así como de los líquidos e incluso de los
gases es la medida del grado de compactación de un material: su densidad.
La densidad es una medida de cuánto material se encuentra comprimido en un
espacio determinado; es la cantidad de masa por unidad de volumen.
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3.1.3.8 SPB, SPC – Constantes de presión de saturación.
Las constantes de presión de saturación se utilizan por el modelo en la siguiente
expresión para la presión de saturación.
Ecuación No. 3: Presión de saturación
Psat = PA exp [SPA – SPB/(T + SPC)]
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
PA = Presión ambiental = 101325 Pa = 1 atm
SPA = Definido en el código
T = Temperatura en la nube local (0K)
Cuando las constantes de presión de saturación no son conocidas, se puede
colocar un valor por omisión, al especificar un valor para (SPB = -1) y para (SPC =
0). El código utilizará la ecuación de CLAPEYRON para definir el valor de (SPB).
Cuando la fuente es solo vapor (CMEDO=0) y la temperatura no cae por debajo
de la temperatura de ebullición, la opción por omisión es siempre adecuada
puesto que ni las constantes de presión de saturación, ni ninguna propiedad del
líquido será utilizada en el modelo.
3.1.4 PARÁMETROS DE LA EMISIÓN.
Dentro de los parámetros de emisión se encuentras los siguientes que dan las
pautas para el análisis de fuego y explosión.
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3.1.4.1 TS – Temperatura del material en la fuente (0K).
La definición de temperatura en la fuente (TS) depende del tipo de emisión.
Cuando la emisión es un derrame en evaporación (IDSPL=1 ó 4), la temperatura
de la fuente es, ya sea la temperatura del material al momento de ser emitido o
cuando la fuente es el resultado de una explosión, es la temperatura del material
después de que está completamente expandido y reducido a la presión de una
atmósfera.
Esta situación es similar a la emisión de un chorro presurizado (IDSPL = 2 ó 3) en
donde las condiciones de la fuente son las apropiadas del material, una vez que
se ha expandido completamente. Cuando el material de la fuente es almacenado
como un vapor bajo presión y por eso emitido como un vapor (CMEDO = 0) se
recomienda que la expresión sea tratada como adiabática. La temperatura de la
fuente se da por la siguiente ecuación:
Ecuación No. 4: Temperatura del material en la fuente
TS = (1/) [1+ ( - 1) (Pa /Pst)]Tst
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
= Gamma (Cp/Cv) radio de calores específicos
Pa = Presión atmosférica ambiental
Pst = Presión de almacenamiento
Tst = Temperatura de almacenamiento
Si la temperatura calculada de la fuente (TS) de una emisión de vapor está debajo
de la temperatura de ebullición (TBP), entonces la temperatura de la fuente debe
ser colocada igual a la temperatura de ebullición. Similarmente, cuando el material
de la fuente se almacena como un líquido bajo presión y emitido como una
mezcla en dos fases de vapor y gotas de líquido, la temperatura de la fuente es la
del punto de ebullición (TBP).
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La temperatura del material en la fuente (TS) debe ser igual o mayor que la
temperatura del punto de ebullición (TBP) puesto que la fuente es, ya sea
totalmente en fase vapor (TS ≥ TBP) o una mezcla de vapor o aerosol (gotas de
líquido) en equilibrio (TS = TBP). El código verifica que la temperatura de la fuente
y asegura que se cumplan la condiciones anteriores. Si la temperatura de la
fuente es menor a la temperatura de ebullición (TS < TBP), entonces la
temperatura de la fuente se coloca igual a la del punto de ebullición (TS = TBP).
Si la emisión es una mezcla de vapor-líquido (CMEDO > 0), entonces la
temperatura del derrame se coloca igual a la del punto de ebullición (TS = TBP).
Cuando el código cambia el valor de la temperatura de la fuente, este cambio
puede ser observado en el reporte al comparar el valor listado en ENTRADA y el
valor utilizado en PROPIEDADES DEL GAS EMITIDO.
3.1.4.2 QS - Caudal de masa de la fuente (kg/s).
Este valor es el caudal de masa de la fuente en cualquier emisión continua; esto
es, emisión de un derrame en evaporación (IDSPL = 1), cualquiera de las
emisiones de chorro (IDSPL = 2 ó 3) y el derrame en evaporación de corta
duración (IDSPL = 4). Para una emisión instantánea (IDSPL = 4) el caudal de la
masa de la fuente o gasto de la fuente debe ser colocado en cero (QS = 0).
3.1.4.3 AS - Área de la fuente (m2).
El área de la fuente tiene diferentes definiciones dependiendo del tipo de emisión.
Para una emisión de un derrame en evaporación (IDSPL = 1 ó 4), (AS) es el área
del derrame. Si (AS) no es conocido, se puede calcular la tasa de evaporación
efectiva (tasa de regresión) (WS) utilizando la ecuación.
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Ecuación No. 5: Área de la fuente (emisión de un derrame en evaporación)
AS = QS / (RHOS*WS)
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
QS = Caudal de la masa de la fuente
RHOS = Densidad del vapor del material de la fuente en punto de ebullición
WS = Tasa de evaporación expresada en velocidad (m/s)
La densidad del vapor (RHOS) es calculada por la ley de los gases ideales.
Ecuación No. 6: Densidad del vapor
RHOS = (WMS*PA) / (RC*TBP)
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
WMS = Peso molecular (kg/mol)
PA = Presión atmosférica ambiental = 101325 Pa
RC = Constantes de los gases (8.31431 J/mol 0K)
Nota: si (WPS) se expresa en kg/kmol entonces RC = 8314.31
J/kmol0K.
TBP = Temperatura de ebullición.
Cuando la fuente es un chorro presurizado horizontal o vertical (IDSPL = 2 ó 3),
(AS) es el área de la fuente, después de que se ha expandido completamente y la
presión es reducida la presión ambiental. Si le material de la fuente se almacena y
se emite como solo vapor (CMEDO = 0), es recomendado que la expresión sea
tratada como adiabáticamente. El área de la fuente se puede expresar como:
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Ecuación No. 7: Área de la fuente (almacenado y es emitido como vapor)
AS = (Pst/PA) (TS/Tst) Ar
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
AS = Área de la fuente (m2)
Pst = Presión de almacenamiento
PA = Presión atmosférica ambiental = 101325 Pa (N/m2) = 1 atm
TS = Temperatura de la fuente (0K)
Tst = Temperatura de almacenamiento (0K)
Ar = Área de ruptura o de la abertura (m2)
Cuando el material de la fuente se almacena como un líquido bajo presión y se
emite como un chorro de dos fases, (AS) es el área de la fuente después de que
ha salido (“flashed”) y formando una mezcla de gotas de líquido y vapor de la
sustancia pura. En este caso, el valor de (AS) se da por la siguiente formula.
Ecuación No. 8: Área de la fuente (almacenado y es emitido como un chorro
en dos fases)
AS = (RHOSL*Ar) / ρm
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
AS = Área de la fuente (m2)
RHOSL = Densidad del líquido del material en la fuente
Ar = Área de ruptura o de la abertura (m2)
ρm = Densidad de la mezcla vapor-líquido en el punto de ebullición
El valor de (ρm) se puede calcular de la ecuación de estado:
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Ecuación No. 9: Densidad de la mezcla vapor-líquido en el punto de
ebullición
( )
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
ρm = Densidad de la mezcla vapor-líquido en el punto de ebullición
CMEDO = Fracción de masa líquida inicial
RHOSL = Densidad del líquido del material en la fuente
RHOS = Densidad del vapor del material a temperatura de ebullición tal
como se dio su cálculo en la selección anterior.
En el caso de una emisión instantánea (IDSPL = 4), (AS) es el área de la fuente
de volumen en el plano al piso centrado en el punto X = Y = Z = 0. El área de la
fuente se define como:
Ecuación No. 10: Área de la fuente
AS =
=
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
AS = Área de la fuente (m2)
Vs = Volumen de la emisión instantánea (m3)
HS = Altura del volumen (m)
QTIS = Masa de la emisión (kg)
ρst = Densidad inicial de la emisión (kg/m3)
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Cuando la fuente es solo vapor, (ρst) es la densidad de vapor de la sustancia pura
a la temperatura de la fuente y es dado por:
Ecuación No. 11: Densidad inicial de la emisión
ρst= (WMS * PA) /(RC * TS)
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
WMS = Peso molecular (kg/mol)
PA = Presión atmosférica ambiental = 101325 Pa
RC = Constante de los gases (8.31431 J/mol 0K)
Nota: si (WPS) se expresa en (kg/kmol) entonces (RC =8314.31
J/kmol0K).
TC = Temperatura de la fuente de emisión (0K)
Cuando la fuente es una mezcla vapor-líquido, (ρst) es la densidad de la mezcla
ρmdada previamente en esta sección a la temperatura del punto de ebullición
(TBP) con fracción de masa líquida (CMEDO).
3.1.4.4 TSD – Duración de la fuente continua (S).
Este parámetro especifica la duración de la emisión de un derrame en
evaporación (IDSPL = 1 ó 4) o una fuente de chorro (IDSPL = 2 ó 3). Cuando se
simula una fuente instantánea (TSD) debe ser igual a cero (TSD = 0).
3.1.4.5 QTIS – Masa instantánea de la fuente (kg).
Esta es la masa total de una fuente instantánea (IDSPL = 4). Para un derrama de
evaporación o emisión de chorro, (QTIS) debe ser igual a cero (QTIS = 0).
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3.1.4.6 HS – Altura de la fuente (m).
La definición de altura de la fuente difiere según el tipo de emisión. En el caso de
un derrame en evaporación (IDSPL = 1 ó 4), (HS = 0) puesto que se asume que el
derrame es a nivel de piso.
Para un chorro horizontal (IDSPL = 2), (HS) es la altura del centro del chorro. Para
un chorro vertical (IDSPL = 3), es la altura del chorro o de la chimenea. En el caso
de una fuente instantánea (IDSPL = 4), la altura de la fuente instantánea, tal que
el producto de la altura de la fuente (HS) por el área de la fuente (AS) es igual al
volumen total emitido.
3.1.5 PARÁMETROS DE CAMPO.
En los parámetros de campo se toma en consideración lo siguiente.
3.1.5.1 TAV – Tiempo promedio de concentración (s).
El tiempo promedio de concentración es el tiempo apropiado para el estándar de
seguridad de interés. Por ejemplo, si el estándar de seguridad de interés para un
material en particular es la concentración en promedio máxima de 100 ppm para
una hora de exposición, entonces (TAV = 3600 s).
Para un material tóxico, hay generalmente un número de estándares de niveles
de seguridad de interés, cada uno correspondiendo a un tiempo de exposición
diferente. Así, podría ser 8 hr, 1 hr, 15 min y menos de un minuto del nivel de
exposición. En este caso el modelo tendría que ejecutarse 4 veces, una vez para
cada tiempo de exposición.
Se debe poner cuidado cuando el tiempo promedio de concentración (TAV) sea
mayor que el tiempo de duración de la nube (TCD). Cuando (TAV >>TCD), la
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concentración promedio será reducida al efecto de que el puff es relativamente
corto y el observador está expuesto al material por una fracción de tiempo de
concentración (TAV). En este caso, un tiempo promedio de concentración más
significativa a usar, podría ser uno que es menor o igual que la duración de la
nube, (TAV ≤ TCD). La duración de la nube (TCD) se calcula el código y se lista
en la salida. Está definida como la relación de longitud de la nube a la velocidad
promedio de la nube.
Ecuación No. 12: Tiempo de duración de la nube
TCD =
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
TCD = Tiempo de duración de la nube
U = Velocidad del viento
En el caso de una emisión continua de duración finita, el valor (TCD) puede ser
inicialmente aproximado por la duración de la fuente continua (TSD). Cuando la
emisión es instantánea o muy corta, es difícil estimar la longitud y duración de la
nube, por lo que una comparación en el tiempo promedio de concentración (TAV)
y la duración de la nube (TCD) debe ser hecha después de que la corrida del
modelo se haya completado.
3.1.5.2 XFFM – Distancia máxima viento abajo (m).
Esta distancia es la máxima distancia viento abajo para la cual el usuario está
interesado en saber la concentración de la nube. En un modo de dispersión de
estado estable de la nube, la simulación se conduce a una distancia viento abajo
igual a (XFFM). Sin embargo, en el modo de dispersión de un puff transitorio, el
tiempo es la variable independiente en lugar de la distancia viento abajo.
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Consecuentemente, en el modo de dispersión de un puff, la simulación conduce a
una distancia viento abajo que es generalmente ligeramente mayor que (XFFM).
En algunas aplicaciones (XFFM) no es conocido, sin embargo una concentración
mínima de interés se conoce o se desea saber a que distancia ocurre. En este
caso se puede hacer una corrida inicial para estimar un valor de (XFFM) para
determinar el valor de (XFFM) que cubre el rango de concentración de interés.
3.1.5.3 ZP (1), ZP (2), ZP (3), ZP (4) – Altura de cálculo de concentración (m).
El sistema permite definir hasta 4 alturas ZP (1), ZP (2), ZP (3) y ZP (4) en las
cuales se calcula la concentración como una función de la distancia de viento
abajo.
3.1.6 PARÁMETROS METEOROLÓGICOS.
En estos parámetros analizaremos las siguientes condiciones.
3.1.6.1 ZO - Altura de rugosidad de superficie (m).
La rugosidad de superficie se estima de dos maneras. El primer método y
generalmente, el más confiable es extrapolar los datos medidos del perfil de
velocidad del viento (Ua (Zi), i=1, N) en condiciones de estabilidad neutra [UZ) =
(U*/k)*lnZ/Zo), k = 41 = constante de Von Karman] buscando donde [Ua (z) = 0.0].
Esto se puede hacer con el método de mínimos cuadrados para determinar la
velocidad de fricción (U*) y altura de rugosidad de superficie (Zo) ó al graficar los
datos en una gráfica semilogarítmica y linealmente extrapolar hasta que [Ua (z) =
0.0]. Similarmente, si están disponibles los valores medidos de (U*) y [Ua (z)] en
condiciones neutras, se pueden utilizar para estimar (Zo).
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El segundo método utiliza valores de (Zo) que han sido determinados
empíricamente para varias condiciones de superficie del suelo, tales como los
listados en la tabla siguiente tomada de Slade (1968).
Se pueden estimar valores de (Zo), para elementos de rugosidad de superficie
grandes, tales como vehículos y edificios, aunque se debe notar que el valor de
(Zo) depende de la forma y número de elementos por unidad de área, así como la
altura de los elementos. Típicamente, los elementos de rugosidad de superficie
tienen un factor de 3 a 20 veces mayores en altura, que el valor de (Zo), por lo
que una regla general pudiera utilizar un factor de 10.
Se debe tener cuidado al interpretar los resultados del modelos SLAB cuando se
hacen simulaciones utilizando valores grandes para (Zo), con la emisión
ocurriendo a una altura igual o menor que la altura del elemento de la rugosidad
de superficie. Bajo estas condiciones, mucho de la dispersión de la nube podría
tomar lugar dentro de la altura de los elementos de la rugosidad de superficie.
Sin embargo la validez empírica del perfil de “ln (Z/Zo)” para la velocidad
ambiental del viento ha sido probada solo para alturas significativamente mayores
que la altura de rugosidad de superficie, esto es, (z >>Zo).
En el modelo SLAB, el perfil de velocidad para (Z = 0) hasta (Z = 2.72), se asume
que (Zo) es esencialmente lineal con continuidad en (Z = 2.72*ZO) al perfil de
“ln(Z/Zo)”. El perfil actual puede definir considerablemente dependiendo del tipo,
número y arreglo de los elementos actuales de la rugosidad de superficie.
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Tabla No. 10: Tipos de superficie y su rugosidad
Tipo de superficie Rugosidad de superficie Zo
(cm)
Superficies de lodo liso, hielo 0.00 1
Nieve lisa 0.005
Mar en calma 0.02
Desierto llano 0.03
Prado con 1 cm de altura de nieve 0.1
Prado con 5 cm de césped 1-2
Prado con 60 cm de hierbas 4-9
Cultivos completamente desarrollados 14 Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Se debe tener cuidad también, en el uso de la medida de la velocidad del viento
(UA) cuando el flujo se extiende arriba de los elementos de la rugosidad de
superficie. Para ser preciso en este régimen, la altura de las medidas de velocidad
del viento (ZA) debe ser mucho mayor que la altura de rugosidad de superficie
(ZA >>Zo).
3.1.6.2 ZA — Altura de medición ambiental (m).
Es la altura en la cual se mide la velocidad del viento. Como se notó
anteriormente, esta altura debe ser significativamente mayor que la longitud de
rugosidad de superficie (ZA >>Zo).
3.1.6.3 UA - Velocidad del viento (m/s).
Esta es la velocidad promedio ambiental del viento a una altura ZA arriba del nivel
del suelo.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 90
3.1.6.4 TA — Temperatura ambiente (0K).
Temperatura ambiente es la que se puede medir con un termómetro y que se
toma del ambiente actual, por lo que, si se toma de varios puntos en un área a un
mismo tiempo puede variar.
3.1.6.5 RH — Humedad relativa (%).
Se denomina humedad ambiental a la cantidad de vapor de agua presente en
el aire. La humedad relativa es la relación porcentual entre la cantidad de vapor
de agua real que contiene el aire y la que necesitaría contener para saturarse a
idéntica temperatura, por ejemplo, una humedad relativa del 70% quiere decir que
de la totalidad de vapor de agua (el 100%) que podría contener el aire a esta
temperatura, solo tiene el 70%.
3.1.6.6 STAB — Valores de la clase de estabilidad.
Las clases de estabilidad describen la estabilidad atmosférica ambiente utilizando
el estándar del esquema de estabilidad de Pasquill-Gifford, que se describen en la
siguiente tabla.
Tabla No. 11: Valores de estabilidad
Clase Valor
interno Descripción
A 1.0 Muy inestable
B 2.0 Inestable
C 3.0 Ligeramente inestabe
D 4.0 Neutral
E 5.0 Ligeramente estable
F 6.0 Estable
Por omisión 0.0 Utilizar longitud de Monin-
Obukhov Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
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3.1.6.7 ALA - Longitud inversa de Monin-Obukhov (m-1
).
La longitud de Monin-Obukhov es un parámetro de estabilidad utilizado en teoría
de similaridad para describir el perfil vertical de la velocidad del viento y la
difusividad turbulenta vertical (o equivalentemente, la tasa de entrada vertical).
La longitud inversa de MoninObukhov (ALA = 1/La) donde (La) es la longitud
ambiental de Monin-Obukhov. Internamente el código utiliza para la clase de
estabilidad la longitud inversa de Monin-Obukhov y convierte las clases de
estabilidad de Pasquill-Gifford a la longitud inversa de Monin-Obukhov utilizando
la relación tomada de Golder (1976).
3.1.7 BLEVE Y BOLA DE FUEGO.
Un BLEVE es la emisión repentina de una gran masa de líquido presurizado
supercalentado a la atmósfera. La causa primaria es generalmente un flama
externa que pega en la casco de un depósito arriba del nivel del líquido,
debilitando al contenedor y llevando a una rotura repentina del casco. Una válvula
de alivio de presión no protege contra este modo de falla, puesto que la falla del
casco es probable que ocurra a una presión por debajo de la establecida en el
sistema de alivio. Se debe notar que un BLEVE puede ocurrir por cualquier
mecanismo que resulte en la falla repentina del contenedor, incluyendo el impacto
por un objeto, corrosión, defectos de manufactura, sobrecalentamiento interno,
etc.
La falla de contención repentina permite al líquido supercalentado evaporarse
rápidamente, incrementando típicamente su volumen más de 200 veces. Esto es
suficiente para generar una onda de presión y fragmentos. Si el líquido emitido es
inflamable, puede resultar en una bola de fuego.
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3.1.7.1 Ecuaciones empíricas para diámetro, duración y altura de la bola de fuego
por bleve.
Fórmulas útiles para los parámetros de una BLEVE son (AICHE, 1994) las
siguientes:
Diámetro máximo de una bola de fuego (m):
Ecuación No. 13: Diámetro de máximo de la bleve (m)
Dmax = 5.8 M1/3
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Duración de la combustión de la bola de fuego (s):
Ecuación No. 14: Tiempo de de duración de la bleve (s)
tBLEVE = 0.45M1/3 para M < 30000kg
tBLEVE = 2.6M1/3 para M> 30000 kg
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Altura del centro de la bola de fuego (m):
Ecuación No. 15: Altura de la bleve
HBLEVE = O.75Dmax
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Nivel inicial al suelo del diámetro de la hemiesfera (m):
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Ecuación No. 16: Diámetro inicial de la bleve a nivel del piso
Dinicial = 1/3 Dmax
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
M = Es la masa inicial del líquido inflamable (kg)
Estas fórmulas particulares para el diámetro y duración de la bola de fuego no
incluyen el volumen del líquido para la combustión. Esto, por supuesto, varía y
debe afectar el tamaño de la bola de fuego. El diámetro inicial se utiliza para
describir el nivel inicial al suelo de la bola de fuego antes de que la flotabilidad la
fuerce a elevarse.
3.1.7.2 Radiación.
Los cuatro parámetros utilizados para determinar el peligro de radiación térmica
de una bola de fuego son; la masa del combustible y el diámetro de la bola de
fuego, la duración y la potencia térmica emisiva, (AICHE, 1994). Los peligros de
radiación se calculan utilizando relaciones empíricas.
Roberts (1981) y Hymes (1983) dan una ecuación para estimar el flujo de calor a
la superficie, basado en la fracción radiante del calor total de combustión.
Ecuación No. 17: Flojo radiante recibido por el receptor
Er =
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
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Donde:
Er = Flujo radiante recibido por el receptor (W/m2)
= Transmisividad atmosférica (sin unidades)
R = Fracción radiante del calor de combustión (sin unidades)
Hc = calor neto de combustión por unidad de masa (J/kg)
M = Masa inicial del combustible en la bola de fuego (kg)
X = Distancia del centro de la bola de fuego al receptor (m)
Hymes (1983) sugiere los siguientes valores para R:
0.3 Para bolas de fuego de recipientes reventándose por debajo de la
presión establecida de alivio.
0.4 Para bolas de fuego de recipientes reventándose por arriba de la
presión establecida de alivio.
La transmisividad atmosférica ( ), es un factor importante. La radiación térmica
es absorbida y dispersada por la atmósfera. Esto causa una reducción en la
radiación recibida por el receptor. Algunos modelos de radiación térmica ignoran
este efecto asumiendo un valor de ( = 1) para la transmisividad. Para longitudes
arriba de 20 m donde la absorción pudiera ser entre 20% -40%, esto resultaría en
una sobre estimación sustancial de la radiación recibida. Pietersen y Huerta
(1985) recomiendan una fórmula de correlación que considera la humedad.
Ecuación No. 18: Transmisividad atmosférica
= 2.02 (PWXS)-0.09
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
= Transmisividad atmosférica (entre O y 1)
PW = Presión parcial del agua (Pascales, N/m2)
XS = Longitud de la ruta o distancia de la superficie de la flama al
receptor (m)
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Una expresión de la presión parcial del agua como una función de la humedad
relativa y la temperatura del aire es dada por Mudan y Croce (1988).
Ecuación No. 19: Presión parcial del agua (pascales, N/m2)
PW= 1013.25 (RH)exp (14.4114-5328/Ta)
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
Pw = Presión parcial del agua (Pascales, N/m2)
RH = Humedad relativa (%)
Ta = Temperatura ambiente (0K)
De acuerdo a varias fuentes, los efectos de la radiación térmica son generalmente
proporcionales a la intensidad de radiación elevada a la cuatro tercios por el
tiempo de exposición:
Ecuación No. 20: Dosis de exposición al fuego
Dosis= t q 4/3 Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
t = Tiempo de exposición (s)
q = Intensidad de la radiación (Watts/m2)
La dosis térmica que pudiera causar una quemadura de segundo grado se asume
como un tiempo de exposición de 40 segundos con una radiación térmica de 5000
Watts/m2. La dosis correspondiente es de 3420000 (Watts/m2)4/3-segundo.
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3.1.8 FUEGO EN DERRAMES.
Los fuegos en derrames tienden a ser bien localizados y la preocupación principal
es definir el potencial de efectos dominó y las zonas de seguridad para los
empleados, más que por riesgos a la comunidad. Los efectos primarios de tales
fuegos son debido a la radiación térmica de la fuente de la flama. Los temas de
espaciamiento entre tanques y entre plantas, aislantes térmicos y
especificaciones de paredes contra fuego se pueden dirigir sobre la base de
análisis de consecuencias específicas para un rango de escenarios posibles de
fuego en derrames.
El drenaje es una consideración importante en la prevención de fuegos en
derrames, si el material es drenado a una localización segura, un fuego en
derrame no es posible. Ver NFPA 30 (NFPA 1987) para mayor información.
Las consideraciones importantes son:
1) El líquido debe ser drenado a un área segura.
2) El líquido debe ser cubierto para prevenir la vaporización.
3) El área de drenaje debe estar suficientemente lejos de fuentes de fuego
de radiación térmica.
4) Se debe suministrar protección adecuada contra fuego.
5) Se debe considerar la contención y drenaje del agua contra el fuego.
6) Se debe proporcionar detección de fugas.
Hay diferentes escenarios para un fuego en derrame. Se inicia típicamente con la
emisión de un material inflamable de equipo de proceso. Si el material es líquido,
almacenado a una temperatura por debajo de su punto de ebullición normal, el
líquido se colectará en una pileta.
La geometría del derrame está determinada por su alrededor (i.e. contención e
diques), pero es posible un derrame no confinado en un área plana y abierta
particularmente si la cantidad derramada es superior a la capacidad del dique. Si
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el líquido se almacena bajo presión arriba de su punto de ebullición normal,
entonces una fracción de líquido se convertirá inmediatamente en vapor, con el
líquido no vaporizado permaneciendo para formar un charco en la vecindad del
derrame.
El análisis debe considerar también la posibilidad del recorrido del derrame.
Donde puede ir el líquido y que tan lejos puede desplazarse. Una vez que se ha
formado el charco con el líquido se requiere una fuente de ignición. Cada derrame
tiene una probabilidad finita de ignición y esta debe ser evaluada. La ignición
puede ocurrir vía la nube de vapor (para líquidos volátiles), con la flama viajando
viento arriba vía el vapor para incendiar el líquido en el derrame.
Para líquidos almacenados por debajo de su punto de ebullición normal sin
vaporización rápida, la ignición puede también ocurrir mediante los vapores
inflamables del líquido evaporándose. Ambos casos pueden resultar en un fuego
inicial por llamarada debido a los vapore quemándose, esto puede causar peligros
térmicos iniciales.
Una vez que ha ocurrido la ignición, resulta el fuego en el derrame y el
mecanismo de daño dominante es vía los efectos térmicos, principalmente por
efecto de transferencia de calo radiante de la flama resultante. Si continua la
emisión del material inflamable del equipo de proceso es probable que ocurra
también un fuego de chorro (“jet fire”). Si la ignición ocurre muy pronto, habrá
poco tiempo para que se forme un fuego en derrame y sol resultará un fuego de
chorro.
La determinación de los efectos térmicos depende del tipo de combustible, la
geometría de derrame, la duración del fuego, la localización del receptor de la
radiación con respecto a fuego y el comportamiento térmico del receptor, para
nombrar los principales. Todos esto efectos son tratados en modelos separados
pero entrelazados.
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3.1.8.1 Tasa de combustión.
Para fuegos en derrames, con diámetros mayores a 1 m. Burgess (1961)
demostró que la tasa a la que el nivel del líquido combustible disminuye en el
derrame es dado por la siguiente ecuación:
Ecuación No. 21: Tasa de decremento en el nivel vertical del líquido (m/s)
Ymax =1.27 10-6
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
Ymax = Tasa de decremento en el nivel vertical del líquido (m/s)
= Calor neto de combustión (energía/masa)
= Calor de vaporización modificado en el punto de ebullición
Valores típicos de tasas verticales son 0.7 x 1 0 mis (gasolina) a 2 x 1 0 m/s
(LPG).
El calor de vaporización modificado incluye el calor de vaporización, más un
ajuste para el calentamiento del líquido de la temperatura ambiente (Ta) al a
temperatura de ebullición del líquido (TBP).
Ecuación No. 22: Calor de vaporización del líquido a temperatura ambiente
∫
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
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= Calor de vaporización del líquido a la temperatura ambiente
(energía/masa).
Cp = Capacidad calorífica del líquido (energía/masa-grado)
La tasa de combustión de masa es determinada al multiplicar la tasa de
combustión vertical por la densidad del líquido. Si la densidad del líquido no está
disponible, la tasa de combustión de masa del derrame se puede estimar por:
Ecuación No. 23: Tasa de combustión de la masa
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
=tasa de combustión de masa (kg/m2.s)
El cálculo de la tasa de combustión vertical se ajusta mejor a los datos
experimentales que la tasa de combustión de masa, por lo que es preferible el
procedimiento de la tasa de combustión vertical y la densidad del líquido.
Las ecuaciones anteriores aplican a fuegos de líquidos en derrames en tierra.
Para derrames en agua, las ecuaciones son aplicables si el líquido quemándose
tiene un punto de ebullición normal muy por arriba de la temperatura ambiente.
Para líquidos con punto de ebullición debajo de la temperatura ambiente, la
transferencia de calor entre el líquido y el agua resultan en una tasa de
combustión cercana a tres veces la tasa de combustión en tierra (Mudan y Croce,
1988).
3.1.8.2 Tamaño del derrame.
En la mayoría de los casos el tamaño del derrame se fija por el tamaño de la
emisión y por barreras físicas locales (diques, áreas de drenaje con pendiente,
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etc.). Para un derrame continuo en un plano liso infinito, el diámetro máximo se
alcanza cuando el producto de la tasa de combustión y el área de la superficie es
igual a la tasa del derrame.
Ecuación No. 24: Diámetro máximo de equilibrio del derrame
√
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
Dmax = Diámetro de equilibrio del derrame (longitud)
VL = tasa volumétrica de derrame del líquido (volumen/tiempo)
= Tasa vertical de combustión del líquido (longitud/tiempo)
La ecuación anterior asume que la tasa de combustión es constante y que la
transferencia de calor dominante es de la flama. Normalmente se asume
derrames circulares; cuando los diques sean de formas cuadradas o
rectangulares, se puede utilizar un diámetro equivalente. Casos especiales
incluyen derrames de líquidos criogénicos en agua (mayor transferencia de calor)
y derrames instantáneos no confinados.
3.1.8.3 Altura de flama.
Muchas observaciones de fuegos en derrames muestran que hay una relación
aproximada de la altura de la flama al diámetro. La correlación mejor conocida es
dada por Thomas (1963) para fuegos en derrames circulares.
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Ecuación No. 25: Altura visible de la flama
(
√ )
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
H = Altura visible de la flama (m)
D = Diámetro equivalente del derrame (m)
mB = Tasa combustión de masa (kg/m2s)
= Densidad del aire (1.2 kg/m3 a 20 oC y 1 atm.)
= Aceleración de la gravedad (9.81 m/s2)
3.1.8.4 Desplazamiento e inclinación de la flama.
Los fuegos de derrames son a menudo inclinados por el viento y bajo vientos
fuertes, la base del fuego puede ser desplazada viento abajo. Estos efectos
alteran la radiación recibida en los alrededores. La AGA (1974) propone la
siguiente correlación para la inclinación de la flama:
Ecuación No. 26: Correlaciones para inclinación de la flama
√
Fuente: AGA Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
= es la velocidad del viento no-dimensional dado por la siguiente
ecuación a una altura de 1.6 m
Theta = es el ángulo de inclinación de la flama.
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Ecuación No. 27: Velocidad del viento medida a una altura de 10 m
[( ) ⁄ ] ⁄
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
= es la velocidad del viento (m/s) medida a una altura de 10 m
= es la densidad del vapor en el punto de ebullición del líquido (kg/m3).
El desplazamiento de la flama ocurre cuando el viento empuja la base de la flama
viento abajo del derrame, con el lado viento arriba de la flama y el ancho de la
flama permaneciendo sin cambio. Para fuegos rectangulares y cuadrados la
dimensión de la base se incremente en la dirección del viento.
La radiación térmica viento abajo se incrementa porque se reduce la distancia al
receptor viento abajo. Para flamas circulares, la forma de la flama cambia de
circular a elíptica, resultando en un cambio en el factor de vista y en los efectos
radiantes.
Los análisis de riesgo pueden incluir o ignorar estos efectos. La inclinación de la
flama es más importante, el desplazamiento de la flama es un tópico avanzado.
Generalmente se asume en un fuego en derrame, una flama vertical, que radia
calor igualmente en todas direcciones. Si una estructura particularmente
vulnerable está localizada en la cercanía y una inclinación de la flama pudiera
afectarla entonces se debe de considerar.
3.1.8.5 Potencia emitida de superficie.
Hay dos enfoques disponibles para calcular la potencia emitida de superficie: el
modelo de radiación puntual y el modelo de pluma sólida. El modelo de fuente
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 103
puntual se basa en la tasa de emisión de la energía total de combustión y es el
que se utiliza en el SCRI-Fuego.
Para el modelo de fuente puntual, la potencia emitida de superficie por unidad de
área se estima utilizando el método de fracción radiante:
1. Calcule la potencia total de combustión (basada en la tasa de
combustión del área total del derrame).
2. Multiplique por la fracción de radiación para determinar la potencia total
radiada.
3. Divida 1 La fracción de radiada por el área de superficie de la flama.
La fracción de radiación total se estima en el rango de 0.15 a 0.35:
Tabla No. 12: Fracción de radiación
Combustible Fracción
Hidrogeno 0.20
Metano 0.20
Etileno 0.25
Propano 0.30
Butano 0.30
C5 y mayor 0.40 Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Fracción de energía total convertida a radiación para hidrocarburos (Mudan y
Croce, 1988).
3.1.8.6 Factor de vista geométrico.
El factor de vista depende del modelo utilizado. Para el modelo de fuente puntual
es:
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Ecuación No. 28: Factor de vista de fuente puntual
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
Fp = Factor de vista de la fuente puntual (long-2)
X = Distancia de la fuente puntual al receptor (longitud)
La ecuación anterior asume que el total de radiación se emite de un punto y es
recibida por un objeto perpendicular a él. Este factor de vista debe solo ser
aplicado a la salida total de calor y no al flujo.
Otros factores de vista basados en formas específicas (ej. Cilindros) requieren el
uso de flujo térmico y son sin dimensiones. El factor de vista del modelo puntual
da un estimado razonable del flujo recibido a distancias lejos de la fuente. A
distancias más cortas, fórmulas más rigurosas o tablas son dadas por diversos
autores (Hamilton y Morgan (1952), Crocker y Napier (1986) y TNO (1979).
3.1.8.7 Flujo térmico recibido.
El cálculo del flujo térmico recibido es dependiente del modelo de radiación
seleccionado. Para el modelo de fuente puntual, el flujo térmico recibido se
determina de la energía tol del proceso de combustión.
Ecuación No. 29: Flujo térmico recibido
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
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Donde:
Er = Flujo térmico recibido
= Transmisividad atmosférica
Qr = Energía total de combustión (energía/tiempo)
Fp = Factor de vista del modelo puntual (long-2)
= Fracción de la energía de combustión rápida, típicamente 0.15 a
0.35
= Calor de combustión del líquido quemándose (energía/masa)
A = Área total del derrame (long2)
3.1.9 FUEGO DE CHORRO.
Los fuegos de chorro resultan generalmente de la combustión de un material que
está siendo emitido de una unidad de proceso presurizada. La preocupación
principal, como en el caso de los fuegos en derrames son los efectos de la
radiación local.
La aplicación más común de los modelos de fuegos de chorro es la especificación
de la zona de exclusión alrededor de la flama. Mudan y Croce (1988) dan el
siguiente método para modelar fuegos de chorro.
El método inicia con el cálculo de la altura de la flama. Si definimos el punto de
ruptura para el chorro como el punto en la parte inferior de la flama, arriba de la
boquilla o tobera, donde inicia la flama turbulenta, entonces la altura de la flama
es dada por el chorro de gas turbulento quemándose en el aire quieto por la
siguiente ecuación:
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Ecuación No. 30: Longitud de la flama turbulenta visible medida desde el
punto de ruptura (m)
√
⁄
[ ( )
]
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
L = Longitud de la flama turbulenta visible medida desde el punto
de ruptura (m)
dj = Diámetro del chorro, esto es, el diámetro físico de la boquilla (m)
CT = Fracción de concentración molar del combustible en una mezcla
estequiométrica aire-combustible (sin unidades)
Tf, Tj = Son la temperatura de flama adiabática y temperatura del
chorro del fluido respectivamente (°K)
= Son los moles del reactivo por moles del producto para una
mezcla estequiométrica de aire-combustible (sin unidades)
Ma = es el peso molecular del aire (masa/mol)
Mf = es el peso molecular del combustible (masa/mol)
Para la mayoría de los combustibles, (CT) es típicamente mucho menor que 1,
( ) es aproximadamente 1, y la razón de (Tf, Tj) varía entre 7 y 9. Estas
suposiciones se aplican a la ecuación, resultando en la siguiente simplificación:
Ecuación No. 31: Longitud de la flama turbulenta visible medida desde el
punto de ruptura (para la mayoría de los combustibles)
√
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
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Donde:
L = Longitud de la flama turbulenta visible medida desde el punto de
ruptura (m)
dj = Diámetro del chorro, esto es, el diámetro físico de la boquilla (m)
CT = Fracción de concentración molar del combustible en una mezcla
Ma = es el peso molecular del aire (masa/mol)
Mf = es el peso molecular del combustible (masa/mol)
El flujo radiante recibido por un receptor se determina utilizando un procedimiento
similar al método de fuente puntual descrito para fuegos en derrames. Para este
caso, el flujo radiante en el receptor se determina con:
Ecuación No. 32: Flujo radiante recibido por el receptor
Fuente: Dinámica Heurística Elaborado por: Cristian Chuquín
Donde:
Er = Flujo radiante en el receptor (energía/área.tiempo)
=Transmisividad atmosférica (sin unidades)
Qr = Energía total radiada por la fuente (energía/tiempo)
Fp = Factor de vista del modelo puntual (long2)
= Fracción de la energía total convertida a radiación (sin unidades)
m = Flujo de masa del combustible (masa/tiempo)
= Calor de combustión del combustible (energía/masa)
Para este modelo la fuente puntual se localiza en el centro de la flama, esto es a
la mitad de la línea central de la flama desde el punto de ruptura hasta el pico de
la flama. Se asume que la distancia del punto de ruptura a la boquilla es mínimo
con respecto a la altura de la flama total. La fracción de energía convertida a
energía radiante se estima con los valores dados para el caso del fuego en
derrame.
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Note que los métodos anteriores no consideran que la flama toque algún objeto.
Al evaluar el potencial de efectos dominó en depósitos peligrosos adyacentes, las
dimensiones de la altura de flama se pueden utilizar para determinar si es
probable que la flama pegue en otro objeto. Si esto pasa, los efectos de
transferencia de calor excederán l
a fracción radiante mencionada anteriormente y una mayor fracción de calor
pudiera ser transferida al depósito en donde llega o golpea la flama.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 110
CAPÍTULO IV
4 DIAGRAMAS DE PROCESO Y FLUJO DE
ALMACENAMIENTO Y DESPACHO.
EP-PETROECUADOR, es la responsable del transporte, almacenamiento y
comercialización de hidrocarburos (según Ley Especial de la Empresa Estatal
Petróleos del Ecuador y sus empresas Filiales),le corresponde establecer el
correcto y normal cumplimiento de las actividades relacionadas con el movimiento
de los hidrocarburos, desde la recepción de productos provenientes de refinerías
y/o importaciones, transferencia de custodio de productos entre Poliductos,
Terminales y Depósitos de Almacenamiento, hasta el despacho del producto al
cliente final.
4.1 DIAGRAMA DE PROCESO DE ALMACENAMIENTO Y
DESPACHO.
Los diagramas de flujo son una manera de representar visualmente el flujo de
datos a través de sistemas de tratamiento de información. Los diagramas de flujo
describen que operaciones y en que secuencia se requieren para solucionar un
problema dado.
Un diagrama de flujo es una representación diagramática que ilustra la secuencia
de las operaciones que se realizarán para conseguir la solución de un problema.
Los diagramas de flujo se dibujan generalmente antes de comenzar a programar
el código frente a la computadora.
Los diagramas de flujo facilitan la comunicación entre los programadores y la
gente del negocio. Estos diagramas de flujo desempeñan un papel vital en la
programación de un problema y facilitan la comprensión de problemas
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 111
complicados y sobre todo muy largos. Una vez que se dibuja el diagrama de flujo,
llega a ser fácil escribir el programa en cualquier idioma de alto nivel. Vemos a
menudo cómo los diagramas de flujo nos dan ventaja al momento de explicar el
programa a otros. Por lo tanto, está correcto decir que un diagrama de flujo es
una necesidad para la documentación mejor de un programa complejo.
4.1.1 PROCESOS DE ALMACENAMIENTO Y DESPACHO (DESCRIPCIÓN)
A continuación describe los procesos de acuerdo a las actividades realizadas en
el mismo.
4.1.1.1 Recepción de producto a través de poliducto Quito-Ambato
Objetivo
Realizar el proceso de recepción de combustibles entregados a través del
Poliductos Quito- Ambato al Terminal de Productos Limpios Ambato EP-
PETROECUADOR.
Alcance
Se aplica a todas las actividades que se realizan en el proceso de
recepción de combustibles a través del Poliducto al Terminal Ambato de EP-
PETROECUADOR.
Criterios operativos
- Cumplir con las condiciones operativas determinadas para el proceso de
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 112
Recepción de productos a través de Poliductos en los Terminales de
PETROCOMERCIAL como: presiones, densidades, color, turbidez, caudal.
- Cumplir con los niveles de máximos de seguridad de llenado de tanques
establecidos en cada Terminal de almacenamiento.
- Cumplir las Normas de Control de Calidad, Seguridad Industrial y
Protección Ambiental vigentes.
Tabla No. 13: Descripción de actividades para la recepción de producto en el
Terminal Ambato.
Pasos No.
Responsable Actividad Registro/Documento
1
Jefe Terminal y Supervisor Estación Reductora
Elaborar programa de entrega- recepción de combustibles de acuerdo a memorando de Unidad de Programación.
Programación de movimiento de tanques
2 Fiscalizador Mopro Terminal o Reductora
Realizar aforo inicial de tanques aplicando Instructivo de Aforo.
Boleta de Aforo
3
Jefe Turno u Operador Estación Reductora
Alinear (apertura) sistema de recepción, según Programa Diario de Movimiento de Tanques y manual de operaciones.
Bitácora de operación
4
Supervisor Estación Reductora o Jefe Turno u Operador Estación Reductora
Iniciar recepción y controlar condiciones de operación, según Manual de Operaciones.
Bitácora de Operación.
5
Jefe Turno u Operador Estación Reductora
Finalizar recepción y cerrar sistema de recepción, según Manual de Operaciones.
Bitácora de Operación.
6 Fiscalizador Mopro Terminal y Reductora
Realizar aforo final de tanques aplicando Instructivo de Aforo.
Boleta de Aforo
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
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Continuación de la tabla No. 13
Pasos No.
Responsable Actividad Registro/Documento
7 Jefe Laboratorio o Laboratorista
Tomar y analizar muestras de Combustible en tanque receptor.
Certificado de Análisis de Combustibles.
8
Técnico Mopro Terminal o Supervisor Estación Reductora
Ingresar datos de aforos inicial y final de tanques en el sistema de Movimiento de Productos.
9
Técnico Mopro Terminal o Supervisor Estación Reductora
Determinar volumen recibido y Generar Acta Entrega-Recepción en el Sistema de Movimiento de Productos.
Acta de Entrega-Recepción de productos
10
Técnico Mopro Terminal y Supervisor Estación Reductora
Revisar y legalizar Acta Entrega- Recepción.
Acta de Entrega Recepción de productos
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Referencias
- Compendio de Normas de Seguridad e Higiene Industrial de EP-
PETROECUADOR
- Instructivo de Aforo de Tanques de Almacenamiento PCO 1990.
- Manual de Usuario del Sistema de Movimiento de Productos.
- Normas ASTM e lNEN para Control de Calidad de Combustibles
Formularios, registros y documentos.
- Boleta de Aforo de Productos Limpios (PCO-MPL-001).
- Acta Entrega-Recepción de Productos (PCO-MPL-017).
- Programa Diario de Movimiento en Tanques (PCO-MPL-020).
- Certificado de Análisis de Combustibles (PCO-MPL-021).
- Bitácora de Operación.
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- Memorando.
4.1.1.2 Despacho de productos por ventas a clientes.
Objetivo
Normar el procedimiento de despacho a clientes, con el fin de garantizar el
abastecimiento de combustibles a nivel nacional en cantidad y calidad.
Alcance
Se aplica a todas las actividades del proceso de despacho para clientes en todos
los Terminales y Depósitos.
Criterios operativos
- No despachar el producto cuando los tanques se encuentran en zona
crítica. En caso necesario el despacho en zona crítica, podrá ser
autorizado por el Superintendente de Terminales y Depósitos.
- Verificar que los compartimientos de los autotanques estén vacíos antes de
ingresar a la isla de carga.
- Cumplir las Normas de Control de Calidad, Seguridad Industrial y
Protección Ambiental vigentes.
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Tabla No. 14: Descripción de actividades para despacho de productos por
ventas a clientes en el Terminal Ambato
Pasos No.
Responsable Actividad Registro/Documento
1 Jefe Terminal Elaborar Programa Diario de Movimiento en Tanques
Programación de movimiento en tanques
2 Analista Comercialización
Generar Guía de Remisión de Ventas en el Sistema de Comercialización Entregar la Guía al transportista.
Guía de Remisión de venta a clientes
3 Transportista
Presentar Guía de Remisión de Ventas a Guardia Seguridad Garita u Operador Terminal.
Guía de Remisión de Venta a Clientes.
4
Guardia Seguridad u Operador Terminal o Depósito
Registrar entrada del Autotanque.
Control de Entrada y Salida de Autotanques
5 Supervisor PASI
Supervisar el cumplimiento de normas de Seguridad Industrial para transporte.
Check List Certificado de Inspección
6 Transportista
Ingresar a isla de carga y entregar Guía Remisión de Ventas al operador de despacho.
Guía de Remisión de Venta a Clientes
7
Operador Terminal o Depósito
Verificar que la Guía de Remisión corresponda al Autotanque y al producto a cargar por compartimento y registrar datos en formulario correspondiente.
Control Diario de Lecturas de Monitores
8
Operador Terminal o Depósito
Despachar el producto. Imprimir volumen despachado en la Guía de Remisión de Ventas. Registrar datos finales.
Control Diario de Lecturas de Monitores
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 116
Continuación de la tabla No. 14
Pasos No.
Responsable Actividad Registro/Documento
9 Transportista
Recibir conforme el producto (varillando) y firmar la guía de remisión en el casillero correspondiente del detalle de despacho.
Guía de Remisión de Venta a Clientes
10 Sellador Comercializadora
Colocar los sellos de seguridad en las bocas de llenado y válvulas de salida del Autotanque, y registrar cantidad y número de sellos.
Bitácora de control
11
Operador Terminal o Depósito, Transportista
Legalizar y entregar copia de Guía de Remisión de Ventas a Técnico o Supervisor Mopro y/o Jefe de Patio.
Guía de Remisión de Venta a Clientes
12
Guardia Seguridad u Operador Terminal o Depósito
Recibir copia de Guía de Remisión de Ventas y registrar salida del Autotanque cargado.
Control de Entrada y Salida de Autotanques
13
Jefe Terminal o Depósito, Técnico o Supervisor Mopro Terminal o Depósito y Analista de Comercialización.
Revisar y legalizar Acta de Despachos diarios.
Acta Diaria de Despachos de Combustibles
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
Referencias
Compendio de Normas de Seguridad e Higiene Industrial de EP-
PETROECUADOR
Norma PETROECUADOR. SHI-013
Instructivo de Aforo de Tanques de Almacenamiento, 1990
Manual de Usuario del Sistema de Movimiento de Productos.
Manual de Abastecimiento de los Productos Derivados de Petróleo a Nivel
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 117
Nacional
Formularios, registros y documento
Control de Entrada y Salida de Autotanques (PCO-MPL-005).
Guía de Remisión Venta a Clientes (PCO-MPL-008).
Control Diario de Lecturas de Medidores (PCO-MPL-013).
Programa Diario de Movimiento en Tanques (PCO-MPL-020).
Check List Certificado de Inspección–Anexo C (PCO-MPL-036).
Acta Diaria de Despachos de Combustibles (PCO-MPL-037)
Bitácora de Operación.
4.2 CONSTRUCCIÓN DEL DIAGRAMA DE PROCESO DE LAS
ÁREAS DE ALAMACENAMIENTO Y DESPACHO.
Este se rige por una serie de símbolos, normas y pautas convencionales las
cuales son:
1. El formato o esqueleto del flujograma debe dividirse en partes que
representan a los departamentos, secciones o dependencias involucradas
en el procedimiento. Cada departamento o sección debe mostrarse una
sola vez en el flujograma y en el mismo orden o secuencia cronológica de
su aparición en el procedimiento que se describe de izquierda a derecha.
2. Se debe mostrar una misma dependencia más de una vez en el flujograma
aun cuando las acciones del procedimiento regresen a la misma.
3. Las líneas indicadoras del flujograma deben ser más delgadas que las
líneas divisorias del formato, rectas y angulares, dotadas de flechas en sus
extremos terminales.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 118
4. Cada paso o acción del procedimiento debe enumerarse con claridad y
describirse brevemente con muy pocas palabras.
5. Cuando algún documento queda retenido en alguna dependencia del
flujograma se indica según sea archivado: definitivamente, temporalmente o
retenido por algunos días ("D"), horas ("O") o minutos (´)
6. Cuando hay que destruir algún documento luego de ser utilizado en el
procedimiento se indica con una (X) grande.
7. Cuando en el procedimiento algún documento da origen a otro se indicará
en el flujograma mediante una flecha interrumpida.
8. Al igual que vimos en los organigramas en los flujogramas cuando varias
líneas se entrecruzan sin tener relación se indica mediante una inflexión en
cualquiera de ellas.
Siempre resultará mejor que el flujograma se muestre en una sola hoja, pero
cuando en su extensión se tenga que continuar en otra página, se señala
mediante un símbolo cualquiera dentro de un círculo, en la página donde se
interrumpe y el mismo que suele llamarse conector se colocará en otra página
como sigue.
4.2.1 SIMBOLOGÍA.
Los Diagramas de flujo se dibujan generalmente usando algunos símbolos
estándares; sin embargo, algunos símbolos especiales pueden también ser
desarrollados cuando sean requeridos. Algunos símbolos estándares, que se
requieren con frecuencia para diagramar programas de computadora se muestran
a continuación:
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 119
Tabla No. 15: Simbología de los diagramas de flujo
Símbolo Nombre Explicación
Terminador (comienzo o final del proceso)
En su interior situamos materiales, información o acciones para comenzar o para mostrar el resultado en el final del mismo
Proceso (actividad)
Tarea o actividad llevada a cabo durante el proceso. Puede tener muchas entradas pero solo una salida.
Conector (conexión con otros procesos)
Nombramos un proceso independiente que en algún momento parece relacionado con el proceso principal.
Decisión (decisión/bifurcación)
Indicamos puntos en que se toman decisiones: si o no, abierto cerrado.
Documento
Se utiliza para hacer referencia o consulta de un documento especifico en un punto del proceso.
Proceso
Muestra el proceso a ser realizado o del que se deriva el diagrama.
Línea de flujo (conexiones de paso o flechas)
Muestra la dirección y sentido del flujo del proceso, conectando los símbolos.
Nota aclaratoria
No forma parte del diagrama de flujo, es un elemento que se adiciona a una operación o actividad para dar una explicación.
Fuente:http://www.monografias.com/trabajos60/diagrama-flujo-datos/diagrama-flujo-datos2.shtml Elaborado por: Cristian Chuquín
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 120
4.2.2 DESARROLLO DE LA CONSTRUCCIÓN.
Gráfico No. 33: Proceso de recepción de productos, terminal Ambato
Proceso: RECEPCIÓN DE PRODUCTOS EN El TERMINAL DE AMBATO A TRAVES DE POLIDUCTO QUITO AMBATO
INICIO
Enviar programación de partidas por
poliducto
Coordinador de programación
Realizar el programa diario de
entrega-recepción de combustibles
Coordinador de Terminal, Supervisor
de Estaciones Reductora y de
BombeoA1 A2
Realizar aforo inicial de tanques
aplicando instructivos
Aforador de Estación, Aforador de
Terminal, y delegado DNH. A3
Alinear Sistema para recepción,
según programa diario de
movimiento en tanques y manual de
operaciones
Supervisor de Estación (Reductora) o
Técnico Líder. A4
Iniciar recepción y controlar
condiciones de operación, según
Manual de Operaciones
Técnico de Operaciones de Estación
Reductora A4 – A7
Finalizar recepción y cerrar sistema
de recepción, según Manual de
Operaciones
Técnico Líder y Técnico de
Operaciones Estación Reductora
Condiciones de Operación:
* Presión
* Caudal
* Densidad API
* Color
* Temperatura
Realizar aforo final de tanques
aplicando instructivo de aforo
Aforador Poliductos, Aforador
Terminal, y delegado DNH. A3
A4 – A7
A
DIAGRAMA DE FLUJO
Realizado por: Pag: 1/2
Aprobado por:Área: INTENDENCIA DE
TERMINALES Y DEPOSITOSUnidad: SUPERINTENDENCIA DE
TERMINALES Y DEPOSITOS
A1: Programa de Evacuación de Partidas por Poliductos
A2: Programa diario de movimiento de Tanques (PCO-MLP-020)
A3: Boleta de Aforo (PCO-MPL-001)
A4: Bitácora de Operaciones
A7: Hoja de Registro de Datos de Campo Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 121
Gráfico No. 34: Continuación del proceso de recepción de productos,
terminal Ambato
Proceso: RECEPCIÓN DE PRODUCTOS EN El TERMINAL DE AMBATO A TRAVES DE POLIDUCTO QUITO AMBATO
DIAGRAMA DE FLUJO
Realizado por: Pag: 2/2
Aprobado por:Área: INTENDENCIA DE
TERMINALES Y DEPOSITOSUnidad: SUPERINTENDENCIA DE
TERMINALES Y DEPOSITOS
A
Ingresar datos de Aforo inicial y final
de tanques en Sistema de
Movimiento de productos (PCO8) y
determinar volumen recibido
Aforador de Terminal
Generar acta de entrega-recepción
en el Sistema de Movimiento de
Producto (PCO8)
Aforador de Terminal.
Archivar documentación
Supervisor Estación Reductora /
Aforador Terminal
FIN
A6
Tomar muestras y determinar
calidad de combustible en Tanque
receptor
Analista de Laboratorio A5
Revisar y legalizar acta Entrega-
Recepción
Aforador de Terminal, Aforador de Poliducto,
Supervisor Estación Reductora, Coordinador
del Terminal y DNH A6
A1: Programación de Recepción y Despacho
A2: Programa diario de movimiento de Tanques (PCO-MLP-020)
A3: Boleta de Aforo (PCO-MPL-001)
A4: Bitácora de Operaciones
A5: Certificado de Análisis de Combustibles (PCO-MPL-021) falta
definir – estandarizar formato
A6:Acta de Entrega Recepción de Productos (PCO-MPL-017)
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 122
Gráfico No. 35: Proceso de despacho de productos del terminal Ambato
Subproceso: DESPACHO DE PRODUCTOS POR VENTAS A CLIENTES
DIAGRAMA DE FLUJO
Realizado por: Pag: 1/2
Aprobado por:Área: INTENDENCIA DE
TERMINALES Y DEPOSITOS
Unidad: SUPERINTENDENCIA DE
TERMINALES Y DEPOSITOS
Elaborar Programa Diario de
Movimiento de tanques
Coordinador de Términla/
Depósito
Generación Guía de
Remisión de Ventas en el
Sistema de Comercialización
Analista de Comercializacion
Verificar la Guía de Remisión
de datos en el Formulario
Correspondiente
Técnico de Operaciones de
Terminal
Ingresar a Isla de Carga y
entregar Guía de Remisión
de Ventas al Técnico de
Operaciones de Terminal
Transportista
Registrar entrada de
Autotanque
Técnico Operador Terminal/
Depósito
A5
A1
A2
A3
Transportista
A1: Programa Diario de Movimiento en Tanques (PCO-MPL-020)
A2: Guía de Remisión de venta a clientes (PCO-MPL-008)
A3: Control de Entrada y Salida de Autotanque (PCO-MPL-005)
A4: Chek list Certificado de Inspección-Anexo C (PCO-MPL-036)
A5: Control Diario de Lecturas de Mediciones (PCO-MPL-013)
Inicio
Presentar Guía de Remisión
de Ventas a Técnico
Operador de terminal
Supervisar el
Cumplimiento de
Normas de Seguridad
Industrial para el
Transporte
Supervisor de Seguridad y
Salud
A
Verificar:
* Que la Guía corresponda
al Autotanque y al producto
a cargar por compartimento
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 123
Gráfico No. 36: Continuación del proceso de despacho de productos del
terminal Ambato
Subproceso: DESPACHO DE PRODUCTOS POR VENTAS A CLIENTES
DIAGRAMA DE FLUJO
Realizado por: Pag: 2/2
Aprobado por:Área: INTENDENCIA DE
TERMINALES Y DEPOSITOS
Unidad: SUPERINTENDENCIA DE
TERMINALES Y DEPOSITOS
Despachar el producto,
Imprimir volumen
despachado en la guía de
remisión y registrar datos
finales.
Técnico de Operaciones de
Terminal/ Depósito
A
Recibir conforme el producto
( varillando) y firmar guía de
remisión
Transportista / Técnico de
Operaciones de Terminal/
Depósito.
Revisar y legalizar Acta de
despacho diarios
Coordinador de Terminal /
Depósito, Aforador Terminal
y Analista de
Comercialización
Recibir copia de Guía de
Remisión y registrar salida
del Autotanque cargado
Guardia de Seguridad
Legalizar y entregar copia de
Guía de Remisión de Ventas
a Técnico Líder de
Operaciones de Terminal/
Depósito
Técnico Operador Terminal/
Depósito
A7
A5
Legaliza la guia de remision
el Transportista y el
Tècnico Operador
A2
A2
A3
Colocación de Sellos de
Seguridad
Comercializadora
Faturacion de
combustibles
Comercializadora
A6: Registro en Bitácora de Control de comercializadoras
A7: Acta diaria de Despachos (PCO-MPL-037)
A5: Control Diario de Lecturas de Mediciones (PCO-MPL-013)
En el casillero
correspondiente del detalle
de despacho
Fin
Fuente: EP-PETROECUADOR Elaborado por: Cristian Chuquín
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 125
CAPÍTULO V
5 SIMULACIÓN Y ANÁLISIS DE MODELOS DE FUEGO
Y EXPLOSIÓN EN EL ÁREA DE ALAMCENAMIENTO Y
DESPACHO.
Se realizara la simulación de los modelos de acuerdo a las diferentes condiciones
encontradas en el Terminal de Productos Limpios Ambato de EP-
PETROECUADOR.
5.1 FUEGO EN UN DERRAME-GASOLINA, EN DIQUE TA-01.
A continuación se realizaran la simulación de Pool Fire (fuego en derrames) de
gasolina TA-01.
5.1.1 FUEGO EN UN DERRAME-GASOLINA.
Para la simulación de modelo de fuego en derrames es necesario ingresar los
siguientes datos en el sistema como son.
5.1.1.1 Datos de la sustancia.
Para ingresar los datos del hidrocarburo se ha dividido en tres ventanas
principales como son: general, propiedades y radiación.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 126
General
En esta ventana del programa se ingresa el título, fecha y la descripción del
evento a modelar en los campos correspondientes. En la parte inferior de la
pantalla se muestra el campo de la temperatura de referencia, como lo indica el
modelo, el valor de la temperatura ambiente promedio de la ciudad de Ambato es
de 15oC, dado por la siguiente dirección de internet
(http://www.soludevt.com/site/index.php?option=com_content&view=article&id=90:
ambato&catid=73:sierra&Itemid=417) por lo tanto esta será la temperatura de
referencia para nuestro cálculos.
Gráfico No. 37: Redacción de la simulación de la Gasolina
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 127
Propiedades
En esta ventana se busca la sustancia para la simulación, en este caso el
hidrocarburo GASOLINA, generándose de esta manera los datos
correspondientes al hidrocarburo mismo que son necesarios en eta simulación.
Siempre tomado la temperatura de referencia de 15 0C.
Gráfico No. 38: Propiedades de la Gasolina
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 128
Radiación
En esta ventana el programa nos presenta los valores por omisión en la tabla de
niveles de radiación como son 5,05 kw/m2 para un nivel bajo, 12,6 kw/m2 para un
nivel medio y 31,5 kw/m2 para un nivel de radiación alto, estos valores son
suficientes para nuestro estudio.
Se introduce los valores del tiempo de exposición de 40s y 1800s duración del
fuego equivalentes a 40 segundos y 30 minutos respectivamente.
Gráfico No. 39: Niveles y cantidad de radiación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 129
5.1.1.2 Propiedades de la emisión.
En propiedades de emisión se selecciona trinchera o dique rectangular
considerando el derrame en este lugar, para lo cual se introduce el ancho y
longitud del dique que son 95 y 41m respectivamente. Así como se selecciona
(C4 y Mayores: 0.4) como la máxima fracción de energía total convertida en
radiación debido a que es un hidrocarburo.
Gráfico No. 40: Parámetros de la emisión
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Nota: Para el fuego en derrame la altura de flama sobre el suelo es igual a cero,
dado que se asume que el derrame se encuentra al nivel del piso o suelo.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 130
5.1.1.3 Escenario Meteorológico.
En esta ventana de escenario meteorológico tenemos dos opciones las cuales
son la dirección del viento y el escenario en si de la modelación.
- Dirección de viento
Seleccionamos la dirección del viento con las ocho pestañas visibles en la
venta, de acuerdo a la dirección del viento en el momento, sur oeste, para
que la simulación se aproxime más a la realidad.
Gráfico No. 41: Dirección del viento en el momento de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
- Escenario
Al abrir esta pantalla, el sistema nos presenta por omisión un primer
escenario meteorológico, este escenario contiene valores
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 131
predeterminados. En el mismo escenario podemos calcular la estabilidad y
la rugosidad del mismo del terreno.
En esta ventana se ingresan los datos predeterminados de la temperatura,
velocidad del viento y humedad relativa promedio de la ciudad de Ambato
los cuales son 15 0C, 0,83 m/s y 72 % respectivamente.
Gráfico No. 42: Datos del escenario meteorológico
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Estabilidad
Se describe la estabilidad atmosférica utilizando el esquema de
estabilidad de Pasquill- Gifford, en el cual se establece si es de
día o de noche, altura de base de las nubes, cubierta de las
nubes y ángulo de elevación solar.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 132
Al establecer las condiciones del escenario se considera el
estado actual de altura de las nubes menor a 2134 m, cubierta de
nubes es ligera y ángulo de elevación solar de 15 grados.
Gráfico No. 43: Estabilidad de Pasquill para el escenario meteorológico
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Dando como resultado una radiación solar neta débil para la simulación de este
día.
Rugosidad
Es atribuida a un conjunto de obstáculos, que producirán un
efecto sobre la velocidad del viento.
Considerando el lugar de ubicación del Terminal de Productos
Limpios Ambato se opta por la opción urbano, dando como
resultado una rugosidad de 1m.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 133
Gráfico No. 44: Rugosidad del terreno
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.1.4 Distancias de interés.
Se selecciona las celdas de la columna activa las mismas que se editan para
sustituir los valores por omisión por los siguientes: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 20, 30, 40 50,
de acuerdo las distancias que se desea realizar la simulación, el ultimo valor de la
distancia es considerada a la que se puede encontrar un receptor (trabajador) del
centro del punto de ignición a nivel del piso.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 134
Gráfico No. 45: Distancias de interés
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.1.5 Selección de área.
El sistema nos permite introducir un plano o imagen sobre el cual se proyectan las
graficas de afectación, o radios de afectación resultantes de la simulación de Pool
Fire (Fuego en un Derrame). Para lo cual ingresamos la imagen del plano del
Terminal de Productos Limpios Ambato y selecciono el área de simulación que es
el tanque-01 de Gasolina Extra.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 135
Gráfico No. 46: Selección del área a ser simulada
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.1.6 Resultados.
Una vez que se han ingresado todos los datos en el sistema, es posible realizar la
ejecución del modelo para conocer sus resultados.
En los resultados nos presenta la primera gráfica de radiación contra distancia, lo
valores que se utiliza para la gráfica el eje X, mínimo 0,1 y máximo 1000 y en el
eje Y mínimo 1 y máximo 1000.
Con estos límites da como resultado una radiación de 200 Kw/m2 a una distancia
de 0,1 m, esto quiere decir en centro del incendio, la misma que se mantiene
hasta una distancia de 5 m.
TA-01 EXTRA
TA-06 DIESEL
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 136
Gráfico No. 47: Radiación contra distancias al área de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Dando como resultado que hasta una distancia 200m del incendio un receptor
puede recibir una radiación de 5kw/m2. A una distanciade 10 m del incendio
reciben una emisión de calor constante de 200kw/m2 el receptor generando un
riesgo de muerte. Todo esto es a nivel del piso y con una humedad relativa de
72%.
El gráfico No. 48 muestra la curva de dosis contra radiación usando como límites
en el eje X mínimo 0,1; máximo 1000 y en el eje Y 100 mínimo y 10000000
(w/m2)^^4/3 s respectivamente.
Desde una distancia de o,1 hasta 10m presenta una dosis 2000000 (w/m2)^^4/3
por segundo lo que podría ocasionar quemaduras de segundo grado de acuerdo
al texto consultado, que con una dosis de 3420000 (w/m2)^^4/3 s durante 40
segundos puede ocasionar quemaduras de segundo grado.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 137
Gráfico No. 48: Dosis contra distancia al área de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
En el gráfico No. 49 se refleja la proyección de la radiación en el plano del
Terminal de Productos Limpios Ambato en dimensiones reales, en el cual se
puede observar de mejor manera los radios alcance de la radiación térmica que
se expresa en círculos concéntricos, con eje en el foco del incendio. La simulación
permite trazar 3 círculos sobre el Terminal, denominados:
Zona de riesgo máximo, muestra una radiación térmica 31,50 kw/m2 a una
distancia de 76,37 m, donde la destrucción es prácticamente total.
Zona de intervención, la cual da una radiación térmica de 12,60 kw/m2 a
una distancia 123,86 m, donde sólo pueden permanecer personal
equipado,
Zona de alerta, con un nivel de radiación de 5,05 kw/m2 a una distancia de
195,24 m límite máximo al que pueden acercarse personas sin equipo
especial.
Pudiéndose generar el efecto dominó en el Tanque-06 Diesel o receptor que
contiene 4338,32 m3 en su nivel operativo provocado por el incremento de
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 138
temperatura en el material del tanque debilitando la resistencia mecánica del
mismo originado un nuevo charco, por la cercanía al Tanque-06 Diesel.
De la misma manera se vería afectado el dique contención por la gran cantidad de
energía térmica.
Gráfico No. 49: Proyección de la radiación sobre el TA-01
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
En el gráfico No. 50 refleja la proyección de la dosis en el plano del Terminal de
Productos Limpios Ambato en dimensiones reales, en el cual se puede observar
de mejor manera los radios alcance de la dosis térmica que se expresa en
círculos concéntricos, con eje en el foco del incendio. La simulación permite trazar
3 círculos sobre el Terminal, denominados:
TA-06 DIESEL
TA-01 EXTRA
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 139
Zona de riesgo máximo, muestra una dosis térmica31,50 kw/m2 a una
distancia de 321,8 m, donde al instante se presenta el dolor severo y
quemaduras de segundo grado.
Zona de intervención, la cual da una radiación térmica de 12,60 kw/m2 a
una distancia 499,31 m, con un tiempo de exposición de 4 s para el dolor
severo y a los 11 s puede el receptor tener quemaduras de segundo grado.
Zona de alerta, con un nivel de radiación de 5,05 kw/m2 a una distancia de
774,20 m límite máximo, al que pueden presentar quemaduras de segundo
grado, con un tiempo de 13 s para el dolor severo.
Gráfico No. 50: Proyección de la dosis sobre el TA-01
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
TA-01 EXTRA
TA-06 DIESEL
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 140
5.1.1.6.1 Reporte de la simulación de Gasolina en el Tanque-01.
En esta ventana se muestran los datos de entrada y resultados del modelo,
organizados en forma tabular, en primer lugar la radiación calculada a las
distancias específicas y/o de interés, seguido por los datos de los niveles de
radiación a nivel del piso, así como las dosis equivalentes según los tiempos de
exposición y duración del fuego.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 141
5.1.2 FUEGO EN UN DERRAME-DIESEL.
Para la simulación de modelo de fuego en derrames es necesario ingresar los
siguientes datos en el sistema como son.
5.1.2.1 Datos de la sustancia.
Para ingresar los datos del hidrocarburo se ha dividido en tres ventanas
principales como son: general, propiedades y radiación.
General
En esta ventana del programa se ingresa el título, fecha y la descripción del
evento a modelar en los campos correspondientes. En la parte inferior de la
pantalla se muestra el campo de la temperatura de referencia, como lo indica el
modelo, el valor de la temperatura ambiente promedio de la ciudad de Ambato es
de 15oC, dado por la siguiente dirección de internet
(http://www.soludevt.com/site/index.php?option=com_content&view=article&id=90:
ambato&catid=73:sierra&Itemid=417) por lo tanto esta será la temperatura de
referencia para nuestro cálculos.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 142
Gráfico No. 51: Redacción de la simulación del Diesel.
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Propiedades
En esta ventana se busca la sustancia para la simulación, en este caso el
hidrocarburo DIESEL, generándose de esta manera los datos correspondientes al
hidrocarburo, mismos que son necesarios en eta simulación. Siempre tomado la
temperatura de referencia de 15 0C.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 143
Gráfico No. 52: Propiedades del Diesel
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Radiación
En esta ventana el programa nos presenta los valores por omisión en la tabla de
niveles de radiación como son 5,05 kw/m2 para un nivel bajo, 12,6 kw/m2 para un
nivel medio y 31,5 kw/m2 para un nivel de radiación alto, estos valores son
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 144
suficientes para nuestro estudio. Se introduce los valores del tiempo de
exposición de 40s y 1800s duración del fuego equivalentes a 40 s y 30 minutos.
Gráfico No. 53: Niveles y cantidad de radiación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 145
5.1.2.2 Propiedades de la emisión.
En propiedades de emisión se selecciona trinchera o dique rectangular
considerando el derrame en este lugar, para lo cual se introduce el ancho y
longitud del dique que son 50 y 47 m respectivamente. Así como se selecciona
(C4 y Mayores: 0.4) como la máxima fracción de energía total convertida en
radiación debido a que es un hidrocarburo.
Gráfico No. 54: Parámetros de la emisión
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Nota: Para el fuego en derrame la altura de flama sobre el suelo es igual a cero,
dado que se asume que el derrame se encuentra al nivel del piso o suelo.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 146
5.1.2.3 Escenario Meteorológico.
En escenarios meteorológicos tenemos dos opciones las cuales son la dirección
del viento y el escenario en si de la modelación.
- Dirección de viento
Seleccionamos la dirección del viento con las ocho pestañas visibles en la
venta, de acuerdo a la dirección del viento en el momento, sur oeste, para
que la simulación se aproxime más a la realidad.
Gráfico No. 55: Dirección del viento en el momento de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 147
- Escenario
Al abrir esta pantalla, el sistema nos presenta por omisión un primer
escenario meteorológico, este escenario contiene valores predeterminados.
En el mismo escenario podemos calcular la estabilidad y la rugosidad del
mismo.
En esta ventana se ingresan los datos predeterminados de la temperatura,
velocidad del viento y humedad relativa promedio de la ciudad de Ambato
los cuales son 15 0C, 0,83 m/s y 72 % respectivamente.
Gráfico No. 56: Datos del escenario meteorológico
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 148
Estabilidad
Se describe la estabilidad atmosférica utilizando el esquema de
estabilidad de Pasquill- Gifford, en el cual se establece si es de
día o de noche, altura de base de las nubes, cubierta de las
nubes y ángulo de elevación solar.
Gráfico No. 57: Estabilidad de Pasquill para el escenario meteorológico
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Dando como resultado una clase C ligeramente inestable.
Rugosidad
Es atribuida a un conjunto de obstáculos, que producirán un
efecto sobre la velocidad del viento.
Considerando el lugar de ubicación del Terminal de Productos
Limpios Ambato se opta por la opción urbano, dando como
resultado una rugosidad de 1m.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 149
Gráfico No. 58: Rugosidad del terreno
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.2.4 Distancias de interés.
Se selecciona las celdas de la columna activa las mismas que se editan para
sustituir los valores por omisión por los siguientes: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 20, 30, 40 65,
de acuerdo las distancias que se desea realizar la simulación, el ultimo valor de la
distancia es considerada a la que se puede encontrar un receptor (trabajador) del
centro del punto de ignición a nivel del piso.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 150
Gráfico No. 59: Distancias de interés
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.2.5 Selección de área.
El sistema nos permite introducir un plano o imagen sobre el cual se proyectan las
graficas de afectación, o radios de afectación resultantes de la simulación de Pool
Fire (Fuego en un Derrame). Para lo cual ingresamos la imagen del plano del
Terminal de Productos Limpios Ambato y selecciono el área de simulación que es
el tanque-04 de Diesel.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 151
Gráfico No. 60: Selección del área a ser simulada
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.2.6 Resultados.
Una vez que se han ingresado todos los datos en el sistema, es posible realizar la
ejecución del modelo para conocer sus resultados.
En los resultados nos presenta la primera gráfica de radiación contra distancia, lo
valores que se utiliza para la gráfica el eje X, mínimo 0,1 y máximo 1000 y en el
eje Y mínimo 1 y máximo 1000.
Con estos límites da como resultado una radiación de 200 Kw/m2 a una distancia
de 0,1 m, esto quiere decir en el centro del incendio, la misma que se mantiene
hasta una distancia de 10 m.
TA-04 DIESEL
TA-07 DIESEL
ESTACIÓN REDUCTORA
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 152
Gráfico No. 61: Radiación contra distancias al área de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
El grafico No. 60 da como resultado hasta una distancia de 200m del incendio el
receptor puede recibir una radiación térmica de 5 kw/m2 a nivel del piso. A una
distancia de 10m se mantiene una radiación constante de 200 kw/m2, pudiendo
recibir el receptor esta cantidad de radiación si no se aleja del incendio, con una
humedad relativa
El gráfico No. 62 muestra la curva de dosis contra radiación usando como límites
en el eje X mínimo 0,1; máximo 1000 y en el eje Y 10 mínimo y 100000
(w/m2)^^4/3 s respectivamente.
Desde una distancia de 0,1 hasta 10m presenta una dosis 40000 (w/m2)^4/3,
desde los 10m en adelante la dosis de radiación comienza a disminuir
paulatinamente hasta una dosis de 100 (w/m2)^4/3 a una distancia de 200m de la
fuente puntual del incendio a nivel del piso.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 153
Gráfico No. 62: Radiación contra distancia en el área de simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
En el gráfico No. 63 se refleja la proyección de la radiación en el plano del
Terminal de Productos Limpios Ambato en dimensiones reales, en el cual se
puede observar de mejor manera los radios dealcance de la radiación térmica
que se expresa en círculos concéntricos, con eje en el foco del incendio. La
simulación permite trazar 3 círculos sobre el Terminal, denominados:
Zona de riesgo máximo, muestra una radiación térmica 31,50 kw/m2 a una
distancia de 45,72 m, donde la destrucción es prácticamente total.
Zona de intervención, la cual da una radiación térmica de 12,60 kw/m2 a
una distancia 74,17 m, donde sólo pueden permanecer personal equipado.
Zona de alerta, con un nivel de radiación de 5,05 kw/m2 a una distancia de
117,79 m, límite máximo al que pueden acercarse personas sin equipo
especial.
Pudiéndose generar el efecto dominó en el Tanque-07 Diesel o receptor que
contiene 1533,42 m3 en su nivel operativo provocado por el incremento de
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 154
temperatura en el material del tanque debilitando la resistencia mecánica del
mismo originado un nuevo charco, por la cercanía al Tanque-04 Diesel origen del
primer incendio. Del mismo modo puede ocasionar daños en la estación reductora
por la cercanía al tanque-04, debido al nivel de radiación emitido por el incendio.
Gráfico No. 63: Proyección de la radiación sobre el TA-04
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
En el gráfico No. 64 refleja la proyección de la dosis en el plano del Terminal de
Productos Limpios Ambato en dimensiones reales, en el cual se puede observar
de mejor manera los radios alcance de la dosis térmica que se expresa en
círculos concéntricos, con eje en el foco del incendio. La simulación permite trazar
3 círculos sobre el Terminal, denominados:
TA-04 DIESEL
TA-07 DIESEL
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 155
Zona de riesgo máximo, muestra una dosis térmica 31,50 kw/m2 a una
distancia de 193,95 m, donde al instante se presenta el dolor severo y
quemaduras de segundo grado.
Zona de intervención, la cual da una radiación térmica de 12,60 kw/m2 a
una distancia 301,57 m, con un tiempo de exposición de 4 s para el dolor
severo y a los 11 s puede el receptor tener quemaduras de segundo grado.
Zona de alerta, con un nivel de radiación de 5,05 kw/m2 a una distancia de
467,66 m límite máximo, al que pueden presentar quemaduras de segundo
grado, con un tiempo de 13 s para el dolor severo.
Gráfico No. 64: Proyección de la radiación sobre el TA-04
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
TA-07 DIESEL
TA-04 DIESEL
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 156
5.1.2.6.1 Reporte de la simulación de Diesel en el Tanqu-04.
En esta ventana se muestran los datos de entrada y resultados del modelo,
organizados en forma tabular, en primer lugar la radiación calculada a las
distancias específicas y/o de interés, seguido por los datos de los niveles de
radiación a nivel del piso, así como las dosis equivalentes según los tiempos de
exposición y duración del fuego.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 157
5.1.3 FUEGO EN UN DERRAME-GASOLINA, EN ISLAS DE CARGA
PRINCIPAL.
Para la simulación de modelo de fuego en derrames es necesario ingresar los
siguientes datos en el sistema.
5.1.3.1 Datos de la sustancia.
Para ingresar los datos de la sustancia se ha dividido en tres ventanas principales
como son: general, propiedades y radiación.
General
En esta ventana del programa se ingresa el título, fecha y la descripción del
evento a modelar en los campos correspondientes. En la parte inferior de la
pantalla se muestra el campo de la temperatura de referencia, como lo indica el
modelo, el valor de la temperatura ambiente promedio de la ciudad de Ambato es
de 15oC, dado por la siguiente dirección de internet
(http://www.soludevt.com/site/index.php?option=com_content&view=article&id=90:
ambato&catid=73:sierra&Itemid=417) por lo tanto esta será la temperatura de
referencia para nuestro cálculos.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 158
Gráfico No. 65: Redacción de la simulación de la gasolina en la isla de carga
principal.
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Propiedades
En esta ventana se busca la sustancia para la simulación, en este caso el
hidrocarburo GASOLINA, generándose de esta manera los datos
correspondientes al hidrocarburo mismo que son necesarios en eta simulación.
Siempre tomado la temperatura de referencia de 15 0C.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 159
Gráfico No. 66: Propiedades
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Radiación
En esta ventana el programa nos presenta los valores por omisión en la tabla de
niveles de radiación como son 5,05 kw/m2 para un nivel bajo, 12,6 kw/m2 para un
nivel medio y 31,5 kw/m2 para un nivel de radiación alto, estos valores son
suficientes para nuestro estudio.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 160
Se introduce los valores del tiempo de exposición de 40s y 1800s duración del
fuego equivalentes a 40 segundos y 30 minutos respectivamente.
Gráfico No. 67: Niveles y cantidad de radiación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.3.2 Propiedades de la emisión.
En propiedades de emisión se selecciona sin confinamiento, considerando el
derrame en la isla de carga principal, para lo cual se ingresa el flujo volumétrico
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 161
que es de 0,16 m3/s. Así como se selecciona (C4 y Mayores: 0.4) como la máxima
fracción de energía total convertida en radiación debido a que es un hidrocarburo.
Gráfico No. 68: Propiedades de la emisión
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Nota: Para el fuego en derrame la altura de flama sobre el suelo es igual a cero,
dado que se asume que el derrame se encuentra al nivel del piso o suelo.
5.1.3.3 Escenario Meteorológico.
En escenarios meteorológicos tenemos dos opciones las cuales son la dirección
del viento y el escenario en si de la modelación.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 162
- Dirección de viento
Seleccionamos la dirección del viento con las ocho pestañas visibles en la
venta, de acuerdo a la dirección del viento en el momento, sur oeste, para
que la simulación se aproxime más a la realidad.
Gráfico No. 69: Dirección del viento en el momento de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
- Escenario
Al abrir esta pantalla, el sistema nos presenta por omisión un primer
escenario meteorológico, este escenario contiene valores
predeterminados. En el mismo escenario podemos calcular la estabilidad y
la rugosidad del mismo del terreno.
En esta ventana se ingresan los datos predeterminados de la temperatura,
velocidad del viento y humedad relativa promedio de la ciudad de Ambato
los cuales son 15 0C, 0,83 m/s y 72 % respectivamente.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 163
Gráfico No. 70: Datos del escenario meteorológico
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Estabilidad
Se describe la estabilidad atmosférica utilizando el esquema de
estabilidad de Pasquill- Gifford, en el cual se establece si es de
día o de noche, altura de base de las nubes, cubierta de las
nubes y ángulo de elevación solar.
Al establecer las condiciones del escenario se considera el
estado actual de altura de las nubes menor a 2134 m, cubierta de
nubes es ligera y ángulo de elevación solar de 15 grados.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 164
Gráfico No. 71: Estabilidad
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Dandi como resultado CLASE C ligeramente inestable.
Rugosidad
Es atribuida a un conjunto de obstáculos, que producirán un
efecto sobre la velocidad del viento.
Considerando el lugar de ubicación del Terminal de Productos
Limpios Ambato se opta por la opción urbano, dando como
resultado una rugosidad de 1m.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 165
Gráfico No. 72: Rugosidad
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.3.4 Distancias de interés.
Se selecciona las celdas de la columna activa las mismas que se editan para
sustituir los valores por omisión por los siguientes: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 20, 30, 40 50,
de acuerdo las distancias que se desea realizar la simulación, el ultimo valor de la
distancia es considerada a la que se puede encontrar un receptor (trabajador) del
centro del punto de ignición a nivel del piso.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 166
Gráfico No. 73: Distancias de interés
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.3.5 Selección de área.
El sistema nos permite introducir un plano o imagen sobre el cual se proyectan las
graficas de afectación, o radios de afectación resultantes de la simulación de Pool
Fire (Fuego en un Derrame). Para lo cual ingresamos la imagen del plano del
Terminal de Productos Limpios Ambato y selecciono el área de simulación que es
la isla principal u derrame del brazo de carga No. 7 Gasolina Extra.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 167
Gráfico No. 74: Selección del área a ser simulada
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.3.6 Resultados.
Una vez que se han alimentado todos los datos en el sistema, es posible realizar
la ejecución del modelo para conocer sus resultados.
En los resultados nos presenta la primera gráfica de radiación contra distancia, lo
valores que se utiliza para la gráfica el eje X, mínimo 0,1 y máximo 1000 m y en el
eje Y mínimo 0,1 y máximo 1000 Kw/m2.
Con estos límites da como resultado una radiación de 100 Kw/m2 a una distancia
de 0,1 m, esto quiere decir en centro del incendio, la misma radiación se mantiene
hasta una distancia de 10 m.
ISLA PRINCIPLA
BRAZO DE CARGA-07
GASOLINA EXTRA
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 168
Gráfico No. 75: Radiación contra distancias al área de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Dando como resultado que hasta una distancia de 100m del incendio un receptor
puede recibir una radiación de 0,1 kw/m2. A una distancia de 10 m del incendio
reciben una emisión de calor constante de 100 kw/m2 el receptor generando un
riesgo de muerte. Todo esto es a nivel del piso y con una humedad relativa de
72%.
El gráfico No. 76 muestra la curva de dosis contra radiación usando como límites
en el eje X mínimo 0,1; máximo 1000 y en el eje Y 1 mínimo y 100000 (w/m2)^^4/3
s respectivamente.
Desde una distancia de 0,1 hasta 10m presenta una dosis 20000 (w/m2)^^4/3
desde los 10m en adelante la dosis de radiación comienza a disminuir
paulatinamente hasta una dosis de 100 (w/m2)^4/3 a una distancia de 200m de la
fuente puntual del incendio a nivel del piso.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 169
Gráfico No. 76: Dosis contra distancias al área de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
En el gráfico No. 77 se refleja la proyección de la radiación en el plano del
Terminal de Productos Limpios Ambato en dimensiones reales, en el cual se
puede observar de mejor manera los radios alcance de la radiación térmica que
se expresa en círculos concéntricos, con eje en el foco del incendio. La simulación
permite trazar 3 círculos sobre el Terminal, denominados:
Zona de riesgo máximo, muestra una radiación térmica 31,50 kw/m2 a una
distancia de 17,26 m, donde la destrucción es prácticamente total.
Zona de intervención, la cual da una radiación térmica de 12,60 kw/m2 a
una distancia 29,89 m, donde sólo pueden permanecer personal equipado.
Zona de alerta, con un nivel de radiación de 5,05 kw/m2 a una distancia de
48,16 m límite máximo al que pueden acercarse personas sin equipo
especial.
Pudiéndose generar el efecto dominó en la isla secundaria, generándose un
nuevo incendio producto del primero por la cantidad de radiación emitida y la
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 170
cercanía, además de que esta isla de carga no cuenta con un sistema contra
incendios.
De la misma manera se vería afectadas todas las instalaciones que se encuentran
dentro de la zona de acción, ocasionando daños irreversibles.
Gráfico No. 77: Proyección de la radiación sobre Isla de carga brazo de
descarga 07 Extra
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
En el gráfico No. 78 refleja la proyección de la dosis en el plano del Terminal de
Productos Limpios Ambato en dimensiones reales, en el cual se puede observar
de mejor manera los radios alcance de la dosis térmica que se expresa en
círculos concéntricos, con eje en el foco del incendio. La simulación permite trazar
3 círculos sobre el Terminal, denominados:
ISLA DE
CARGA
PRINCIPAL
BRAZO DE
CARGA No.
7 EXTRA
ISLA DE
CARGA
SECUNDARIA
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 171
Zona de riesgo máximo, muestra una dosis térmica 31,50 kw/m2 a una
distancia de 74,78 m, donde al instante se presenta el dolor severo y
quemaduras de segundo grado.
Zona de intervención, la cual da una radiación térmica de 12,60 kw/m2 a
una distancia 116,19 m, con un tiempo de exposición de 4 s para el dolor
severo y a los 11 s puede el receptor tener quemaduras de segundo grado.
Zona de alerta, con un nivel de radiación de 5,05 kw/m2 a una distancia de
181,22 m límite máximo, al que pueden presentar quemaduras de segundo
grado, con un tiempo de 13 s para el dolor severo.
Gráfico No. 78: Proyección de la dosis sobre Isla de carga brazo de
descarga No. 07 Extra
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
BRAZO DE
CARGA No.
7 EXTRA ISLA DE
CARGA
PRINCIPAL
ISLA DE
CARGA
SECUNDARIA
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 172
5.1.3.6.1 Reporte de la simulación de Gasolina en la isla de carga principal.
En esta ventana se muestran los datos de entrada y resultados del modelo,
organizados en forma tabular, en primer lugar la radiación calculada a las
distancias específicas y/o de interés, seguido por los datos de los niveles de
radiación a nivel del piso, así como las dosis equivalentes según los tiempos de
exposición y duración del fuego.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 173
5.1.4 FUEGO EN UN DERRAME-DIESEL, EN ISLA DE CARGA SECUNDARIA.
Para la simulación de modelo de fuego en derrames es necesario ingresar los
siguientes datos en el sistema.
5.1.4.1 Datos de la sustancia.
Para ingresar los datos de la sustancia se ha dividido en tres ventanas principales
como son: general, propiedades y radiación.
General
En esta ventana del programa se ingresa el título, fecha y la descripción del
evento a modelar en los campos correspondientes. En la parte inferior de la
pantalla se muestra el campo de la temperatura de referencia, como lo indica el
modelo, el valor de la temperatura ambiente promedio de la ciudad de Ambato es
de 15oC, dado por la siguiente dirección de internet
(http://www.soludevt.com/site/index.php?option=com_content&view=article&id=90:
ambato&catid=73:sierra&Itemid=417) por lo tanto esta será la temperatura de
referencia para nuestro cálculos.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 174
Gráfico No. 79: Redacción de la simulación del diesel
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Propiedades
En esta ventana se busca la sustancia para la simulación, en este caso el
hidrocarburo DIESEL, generándose de esta manera los datos correspondientes al
hidrocarburo mismo que son necesarios en eta simulación. Siempre tomado la
temperatura de referencia de 15 0C.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 175
Gráfico No. 80: Propiedades del diesel
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Radiación
En esta ventana el programa nos presenta los valores por omisión en la tabla de
niveles de radiación como son 5,05 kw/m2 para un nivel bajo, 12,6 kw/m2 para un
nivel medio y 31,5 kw/m2 para un nivel de radiación alto, estos valores son
suficientes para nuestro estudio.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 176
Se introduce los valores del tiempo de exposición de 40s y 1800s duración del
fuego equivalentes a 40 segundos y 30 minutos respectivamente.
Gráfico No. 81: Niveles y cantidad de radiación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.4.2 Propiedades de la emisión
En propiedades de emisión se selecciona sin confinamiento ya que es en la isla
de carga secundaria, así mismo la densidad del líquido de 850 kg/m3 y el flujo
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 177
volumétrico de 0,016 m3/s. Así como se selecciona (C4 y Mayores: 0.4) como la
máxima fracción de energía total convertida en radiación debido a que es un
hidrocarburo.
Gráfico No. 82: Parámetros de la emisión
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Nota: Para el fuego en derrame la altura de flama sobre el suelo es igual a cero,
dado que se asume que el derrame se encuentra al nivel del piso o suelo.
5.1.4.3 Escenario Meteorológico.
En escenarios meteorológicos tenemos dos opciones las cuales son la dirección
del viento y el escenario en si de la modelación.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 178
- Dirección de viento
Seleccionamos la dirección del viento con las ocho pestañas visibles en la
venta, de acuerdo a la dirección del viento en el momento, pera que la
simulación se aproxime más a la realidad.
Gráfico No. 83: Dirección del viento en el momento de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
- Escenario
Al abrir esta pantalla, el sistema nos presenta por omisión un primer
escenario meteorológico, este escenario contiene valores
predeterminados. En el mismo escenario podemos calcular la estabilidad y
la rugosidad del mismo del terreno.
En esta ventana se ingresan los datos predeterminados de la temperatura,
velocidad del viento y humedad relativa promedio de la ciudad de Ambato
los cuales son 15 0C, 0,83 m/s y 72 % respectivamente.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 179
Gráfico No. 84: Datos del escenario meteorológico
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Estabilidad
Se describe la estabilidad atmosférica utilizando el esquema de
estabilidad de Pasquill- Gifford, en el cual se establece si es de
día o de noche, altura de base de las nubes, cubierta de las
nubes y ángulo de elevación solar.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 180
Gráfico No. 85: Estabilidad de Pasquill para el escenario meteorológico
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Dando como resultado CLASE A clima muy inestable y una radiación solar fuerte.
Rugosidad
Es atribuida a un conjunto de obstáculos, que producirán un
efecto sobre la velocidad del viento.
Considerando el lugar de ubicación del Terminal de Productos
Limpios Ambato se opta por la opción urbano, dando como
resultado una rugosidad de 1 m.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 181
Gráfico No. 86: Rugosidad del terreno
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.4.4 Distancias de interés.
Se selecciona las celdas de la columna activa las mismas que se editan para
sustituir los valores por omisión por los siguientes: 3, 4, 5, 6, 8, 10, 20, 30, 40 55,
de acuerdo las distancias que se desea realizar la simulación, el ultimo valor de la
distancia es considerada a la que se puede encontrar un receptor (trabajador) del
centro del punto de ignición a nivel del piso.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 182
Gráfico No. 87: Distancias de interés
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.4.5 Selección de área.
El sistema nos permite introducir un plano o imagen sobre el cual se proyectan las
graficas de afectación, o radios de afectación resultantes de la simulación de Pool
Fire (Fuego en un Derrame). Para lo cual ingresamos la imagen del plano del
Terminal de Productos Limpios Ambato y selecciono el área de simulación que es
la isla de carga secundaria, brazo de descarga 04 Diesel.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 183
Gráfico No. 88: Selección del área a ser simulada
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.4.6 Resultados.
Una vez que se han ingresado todos los datos en el sistema, es posible realizar la
ejecución del modelo para conocer sus resultados.
En los resultados nos presenta la primera gráfica de radiación contra distancia, lo
valores que se utiliza para la gráfica el eje X, mínimo 0,1 y máximo 1000 y en el
eje Y mínimo 0,1 y máximo 1000.
Con estos límites da como resultado una radiación de 100 Kw/m2
aproximadamente a una distancia de 0,1 m, esto quiere decir en el centro del
incendio, la misma que se mantiene hasta una distancia de 10 m.
ISLA DE
CARGA
SECUNDARIA
BRAZO DE
CARGA-04
ISAL DE
CARGA
PRINCIPAL
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 184
Gráfico No. 89: Radiación contra distancias al área de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
Dando como resultado que hasta una distancia 100 m del incendio un receptor
puede recibir una radiación de 0,1 kw/m2. A una distancia de 10 m del incendio
reciben una emisión de radiación constante de 100 kw/m2 al receptor generando
un riesgo de muerte o quemaduras de tercer grado a esta distancia. Todo esto es
a nivel del piso y con una humedad relativa de 72%.
El gráfico No. 90 muestra la curva de dosis contra radiación usando como límites
en el eje X mínimo 0,1; máximo 1000 m y en el eje Y 100 mínimo y 100000
(w/m2)^^4/3 s respectivamente.
Desde una distancia de 0,1 hasta 10m presenta una dosis 20000 (w/m2)^^4/3 ,
desde los 10 m en adelante se reduce la dosis paulatinamente hasta 10
(w/m2)^^4/3 a una distancia de 200 m de la fuente puntual del incendio.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 185
Gráfico No. 90: Dosis contra distancia al área de la simulación
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
En el gráfico No. 91 se refleja la proyección de la radiación en el plano del
Terminal de Productos Limpios Ambato en dimensiones reales, en el cual se
puede observar de mejor manera los radios alcance de la radiación térmica que
se expresa en círculos concéntricos, con eje en el foco del incendio. La simulación
permite trazar 3 círculos sobre el Terminal, denominados:
Zona de riesgo máximo, muestra una radiación térmica 31,50 kw/m2 a una
distancia de 18,23 m, donde la destrucción es prácticamente total.
Zona de intervención, la cual da una radiación térmica de 12,60 kw/m2 a
una distancia 30,86 m, donde sólo pueden permanecer personal equipado.
Zona de alerta, con un nivel de radiación de 5,05 kw/m2 a una distancia de
49,37 m límite máximo al que pueden acercarse personas sin equipo
especial.
La isla secundaria al no contar con un sistema contra incendios propio la
destrucción seria mayor, originándose efecto domino en la isla principal ya que es
la más cercana y está en operación.
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 186
De la misma manera se vería afectadas las instalaciones más cercanas a esta isla
por gran cantidad de energía térmica.
Gráfico No. 91: Proyección de la radiación sobre la isla de carga secundaria,
brazo No. 4
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
En el gráfico No. 92 refleja la proyección de la dosis en el plano del Terminal de
Productos Limpios Ambato en dimensiones reales, en el cual se puede observar
de mejor manera los radios alcance de la dosis térmica que se expresa en
círculos concéntricos, con eje en el foco del incendio. La simulación permite trazar
3 círculos sobre el Terminal, denominados:
Zona de riesgo máximo, muestra una dosis térmica 31,50 kw/m2 a una
distancia de 76,46 m, donde al instante se presenta el dolor severo y
quemaduras de segundo grado.
ISLA DE
CARGA
SECUNDARIA BRAZO DE
CARGA No.
4 DIESEL
Universidad Técnica del Norte
Cristian Stalin Chuquín Angamarca 187
Zona de intervención, la cual da una radiación térmica de 12,60 kw/m2 a
una distancia 119,18 m, con un tiempo de exposición de 4 s para el dolor
severo y a los 11 s puede el receptor tener quemaduras de segundo grado.
Zona de alerta, con un nivel de radiación de 5,05 kw/m2 a una distancia de
185,01 m límite máximo, al que pueden presentar quemaduras de segundo
grado, con un tiempo de 13 s para el dolor severo.
Gráfico No. 92: Proyección de la dosis sobre la isla de carga secundaria,
brazo No. 4
Fuente: Programa SCRI Fuego 1.3 Elaborado por: Cristian Chuquín
5.1.4.6.1 Reporte de la simulación de Diesel en la isla de carga principal.
En esta ventana se muestran los datos de entrada y resultados del modelo,
organizados en forma tabular, en primer lugar la radiación calculada a las
distancias específicas y/o de interés, seguido por los datos de los niveles de
ISLA DE CARGA PRINCIPAL
ISLA DE CARGA SECUNDARIA
BRAZO DE CARGA No. 4 DIESEL
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radiación a nivel del piso, así como las dosis equivalentes según los tiempos de
exposición y duración del fuego
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CONCLUSIONES
En este proyecto se ha realizado un análisis de los riesgos de fuego y explosión
en las áreas de almacenamiento y despacho de lo cual se concluye.
Se realizo la simulación del modelo de fuego en un derrame de gasolina y
diesel, con datos e información real de presión de almacenamiento y
descarga de productos, obtenidos de las áreas de almacenamiento y
despacho, generando unos resultados con una gran aproximación a la
realidad en el caso de presentarse un siniestro de esta naturaleza.
Mediante la simulación del modelo de Fuego en un Derrame de diesel y
gasolina en diques e isla de carga principal se determino la radiación vs
distancia, dosis vs distancia, radio de incidencia de la radiación y dosis
desde el centro del derrame hacia el receptor, generando así los datos
correspondientes a este modelo.
Realizada la simulación de pool fire (fuego en un derrame) se concluye,
que al materializarse un evento de estos en islas de carga y tanques de
almacenamiento se generan radios de incidencia por la radiación afectando
a instalaciones del Terminal de Productos Limpios Ambato y edificaciones
más cercanas, siendo estos radios los siguientes:
RADIACIÓN
kw/m2
TANQUES ISLAS
Diesel (m)
Gasolina (m)
Diesel (m)
Gasolina (m)
Zona riesgo máximo
31,5 45,72 76,37 18,2 17,26
Zona de intervención
12,6 74,57 123,86 30,86 29,89
Zona de alerta 5,05 117,79 195,24 49,37 48,16
Reporte de fuga de gasolina en el tanque-01 página 140, reporte de fuga de
diesel tanque-04 página 156, reporte de fuga de gasolina isla principal página
172, reporte de fuga de diesel isla principal página 188.
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Los Diagramas de procesos estudiados durante el desarrollo de este
proyecto de investigación son una herramienta importante con la que se
cuenta, para crear un diseño más sofisticado y actualizado de los procesos
de almacenamiento y distribución de derivados del terminal Ambato.
Al establecer los procedimientos operativos de almacenamiento y
despacho del Terminal de Productos Limpios Ambato, se ha concluido que
en la actualidad todas la industrias petroleras deben contar con
procedimientos estandarizados a fin de poder realizar las actividades de
estos procesos sin ningún tipo de riesgo.
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RECOMENDACIONES
Para realizar la simulación de los diferentes modelos de fuego y explosión
se debe considerar los datos de temperatura, humedad relativa, densidad
del combustible, área, escenario meteorológico, los cuales deben ser
reales para que la simulación se acerque más a la realidad.
En caso de materializarse un evento como este se debe activar la alarma
parar todas las operaciones dentro del Terminal Ambato, y seguidamente
tanto el personal de la empresa, y todas las personas ajenas presentes en
el Terminal deben acatar las disposiciones dictadas por el personal de
seguridad, en este caso trasladarse al punto de reunión lo más pronto
posible.
El área de seguridad del Terminal Ambato, ante los datos de radiación y
dosis térmica generados en los reportes de cada una de las simulaciones
de Fuego de un Derrame, debe tomar las medidas y acciones pertinentes,
además la actualización del plan de contingencia para reducir el riesgo.
Se debe realizar el diseño e instalación de un sistema contra incendios en
la isla secundaria, es de vital importancia para el buen funcionamiento del
Terminal de Productos Limpios Ambato.
Se debe capacitar correctamente al personal que labora en las áreas de
almacenamiento y despacho de derivados, esto contribuirá a un mayor
control dentro del Terminal de Productos Limpios Ambato, para de esta
manera mantener actualizados los conocimientos de los trabajadores sobre
los procesos o los cambios realizados en ellos.
Se debe tener en cuenta al momento de realizar un diagrama de flujo de un
proceso específico, que este sea lo más claro posible para que así
cualquier persona interesada pueda entenderlo e interpretarlo con claridad.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 192
Realizar simulacros de forma periódica en las áreas de tanques de
almacenamiento e islas de carga con el fin de preparar al personal del
Terminal de Productos Limpios Ambato a una posible emergencia y que
estos puedan responder rápida y efectivamente.
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GLOSARIO DE TÉRMINOS
A
Accidente: Acontecimiento imprevisto que a veces causa daños o heridas
y que interrumpe una actividad. Acontecimiento que surge por causas
desconocidas, imprevisto debido a la ignorancia, falta de cuidado o
circunstancia similar.
Accidente grave: Cualquier suceso, tal como una emisión en forma de
fuga o vertido, incendio o explosión importantes, que sea consecuencia de
un proceso no controlado durante el funcionamiento de cualquier, que
suponga una situación de grave riesgo, inmediato o diferido, para las
personas, los bienes y el medio ambiente, bien sea en el interior o exterior
del establecimiento, y en el que estén implicadas una o varias sustancias
peligrosas.
Acumulación de presión: Cuando una mezcla de gas combustible–aire se
inflama, la llama se propaga inicialmente a una velocidad inferior a la del
sonido, produciéndose una deflagración. Los productos de combustión
resultantes, ocupan un volumen que depende básicamente de su
temperatura y que oscila entre 5 y 10 veces el volumen de la mezcla inicial
de combustible y comburente.
Almacenamiento: Es el conjunto de recintos y recipientes de todo tipo que
contengan o puedan contener sustancias peligrosas, incluyendo los
recipientes propiamente dichos, sus cubetos de retención, las calles
intermedias de circulación y separación, las tuberías de conexión y las
zonas e instalaciones de carga, descarga y trasiego anejas y otras
instalaciones necesarias para el almacenamiento, siempre que sean
exclusivas del mismo.
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Almacenamiento conjunto: Almacenamiento de productos que en
superficie se encuentran dentro del mismo cubeto o en un mismo recipiente
subdividido, en el interior de edificios se encuentran dentro de la misma
sala y en los enterrados se encuentran en un mismo recipiente subdividido.
Ambiente: Alrededores de personas o cosas, sobre todo cuando nos
referimos a las circunstancias del entorno, como aire ambiente o
temperatura ambiente.
B
Bleve: Acrónimo de la expresión inglesa "Boiling Liquid Expanding Vapour
Explosion". Estallido producido por calentamiento externo de un recipiente
que contiene un líquido a presión, al perder resistencia mecánica el
material de la pared y estanqueidad bruscamente. El estallido es
particularmente violento, pues al estar el líquido interior muy
sobrecalentado, se produce su ebullición a partir de la nucleación
homogénea instantánea de una gran parte del mismo.
C
Calor: Forma de energía que se caracteriza por la vibración de moléculas,
capaz de iniciar y mantener cambios químicos y de estado.
Chorro de fuego: En la literatura anglosajona "Jet Fire". También
denominado lengua de fuego. Llama estacionaria de difusión de gran
longitud y poca anchura, como la producida por un soplete oxiacetilénico.
Provocada por la ignición de chorros turbulentos.
Comburentes: Las sustancias y preparados que, en contacto con otras
sustancias, en especial con sustancias inflamables, produzcan una
reacción fuertemente exotérmica.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 195
Combustión: Se manifiesta mediante la llama, que en los accidentes
industriales es siempre turbulenta. Cuando la combustión se produce con
aportación de combustible y comburente por separado.
Comercialización: El suministro o puesta a disposición de terceros del
producto.
Cubeto: Cavidad destinada a retener los productos contenidos en los
elementos de almacenamiento en caso de vertido o fuga de los mismos.
Combustible: Sustancia capaz de arder, generalmente en el aire y en
condiciones normales de temperatura y presión ambiente.
D
Daño: La pérdida de vidas humanas, las lesiones corporales, los perjuicios
materiales y el deterioro grave del medio ambiente, como resultado directo
o indirecto, inmediato o diferido de las propiedades tóxicas, inflamables o
explosivas u oxidantes de las sustancias peligrosas, y a otros efectos
físicos o fisicoquímicos consecuencia del desarrollo de las actividades
industriales.
Densidad de vapor: Reacción de entre el peso molecular medio de un
volumen dado de gas o vapor y el peso molecular medio de un volumen
igual de aire, a la misma temperatura y presión.
Deflagración: Combustión de llama premezclada progresiva, caracterizada
por una disminución de densidad. Su propagación es subsónica.
Detonación: Combustión de llama premezclada progresiva, caracterizada
por un incremento de densidad. Su propagación es supersónica.
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Dosis: Cantidad de una sustancia incorporada al organismo por cualquier
vía de exposición, normalmente referida a la unidad de masa del
organismo receptor (por ejemplo, mg de sustancia/kg de peso corporal).
E
Escenario: Conjunto de circunstancias que se consideran el entorno de un
establecimiento. En la terminología empleada en esta Aplicación, situación
hipotética o real de un establecimiento definido por un inventario de
productos químicos peligrosos, su distribución entre las diferentes
instalaciones del establecimiento y, en su caso, condiciones de
almacenamiento o proceso.
Explosión: Conversión instantánea de la energía potencial en energía
cinética con la consiguiente producción y liberación de gases a presión o
liberación de un gas que estaba a presión.
Extinción: Conjunto de todos los trabajos realizados para extinguir un
fuego desde el momento en que fue detectado.
F
Fallo: Distorsión, ruptura, deterioro u otra circunstancia similar de un
elemento, componente, sistema, conjunto, estructura que da lugar a un
funcionamiento insatisfactorio de la función para la que estaba proyectado.
Fuego en derrames: En inglés "Pool Fire". Se aplica a una combustión
estacionaria con llama de difusión, de un líquido en un recinto descubierto
de dimensiones (extensión) dadas.
Fuente (término): Se entiende en este documento, (Adenda 6, Resolución
de 30 de enero de 1991, Directriz Básica para el Riesgo Químico) como
término fuente, la tasa de emisión de sustancias a la atmósfera.
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Fuga: Salida incontrolada de materias de continentes que hayan de ser
estancos excepto a través de conexiones bajo control, lo que puede ocurrir
por aparición de un orificio limitado o rotura catastrófica del continente.
Frente de llama: Es el borde los gases ardiendo procedentes de una
reacción de combustión.
Fuego: Proceso de oxidación rápida con producción de luz y calor de
distinta intensidad.
I
Incendio flash: En la literatura anglosajona "Flash Fire". Llama progresiva
de difusión o premezclada con baja velocidad de llama. No produce onda
de presión.
Inflamables: Sustancias y preparados líquidos cuyo punto de ignición sea
bajo.
Instalación: Una unidad técnica dentro de un establecimiento en donde se
produzcan, utilicen, manipulen, transformen o almacenen sustancias
peligrosas. Incluye todos los equipos, estructuras, canalizaciones,
maquinaria, instrumentos, ramales ferroviarios particulares, dársenas,
muelles de carga o descarga para uso de la instalación, espigones,
depósitos o estructuras similares, estén a flote o no, necesarios para el
funcionamiento de la instalación.
L
Límites de inflamabilidad: Es el intervalo de concentración entre los
límites de inflamabilidad superior e inferior. Son los límites de
concentración de un gas inflamable en mezcla con el aire a los que el
fuego no se propaga.
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Llamaradas: En la literatura anglosajona "Flash Fire". Llama progresiva de
difusión o premezclada con baja velocidad de llama. No produce onda de
presión.
M
Modelo: Se entiende por tal, al procedimiento matemático que permite
simular la evolución de las variables de estado y demás propiedades de un
sistema durante el desarrollo de un fenómeno físico o químico.
N
Número de cas: Número único de entrada para la identificación de una
sustancia, mezcla de sustancias o preparado (incluido nombre comercial)
asignado por el Chemical Abstract Service, una división de la American
Chemical Society. Garantiza la asignación de un único número para cada
única e identificable sustancia o preparado.
O
Ondas de presión: Compresiones y expansiones alternativas del aire
atmosférico, que se traducen en efectos mecánicos transitorios sobre los
elementos inertes o los seres vivos.
P
Peligro: La capacidad intrínseca de una sustancia peligrosa o la
potencialidad de una situación física para ocasionar daños a las personas,
los bienes y el medio ambiente.
Proceso: Una operación o secuencia de operaciones envueltas en
cambios de energía, estado, composición y dimensión.
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Proyectiles: Se entiende como tal cualquier fragmento sólido que proceda
de las inmediaciones del punto en el que se ha producido una explosión y
que esté dotado de gran cantidad de movimiento
R
Radiación térmica: Ondas electromagnéticas, correspondientes a la
banda de longitudes de onda entre 0,1 y 1000 m, originada por las
sustancias a alta temperatura y en particular, por los productos de
combustión, que pueden afectar perjudicialmente a seres vivos e
instalaciones a distancia.
Riesgo: La probabilidad de que se produzca un efecto específico en un
periodo de tiempo determinado o en circunstancias determinadas.
Rugosidad (efectiva): Longitud de rugosidad ficticia, atribuida a un
conjunto de protuberancias, que produciría el mismo efecto de éstas sobre
el perfil vertical de velocidades del viento. En ocasiones, se utiliza para
simular la topografía urbana.
S
Sustancias peligrosas: Se consideran sustancias peligrosas las
sustancias, mezclas o preparados, que estén presentes en forma de
materia prima, productos, subproductos, residuos o productos intermedios,
incluidos aquéllos de los que se pueda pensar justificadamente que
podrían generarse en caso de accidente.
T
Tanque atmosférico: Recipiente diseñado para soportar una presión
interna manométrica de hasta 0,15 bares.
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Tanque de techo flotante: Recipiente como sin techo fijo que lleva una
doble pared horizontal flotante o una cubierta metálica soportada por
flotadores estancos.
Temperatura de autoignición o autoinflamación: La temperatura de
autoinflamación (líquidos y gases) es la temperatura más baja a la que se
inflama la sustancia considerada en presencia del aire sin una fuente de
ignición externa.
Temperatura: Intensidad de calor sensible de un cuerpo, medida con un
termómetro o aparato similar.
Temperatura de autoignición: Temperatura mínima que debe alcanzar
una sustancia para empezar a arder en condiciones específicas.
V
Vapor: Fase gaseosa de una sustancia que normalmente es sólida o
líquida a la presión y temperatura normal.
Velocidad de combustión: Velocidad de consumo del combustible en una
llama estacionaria, función de la velocidad de las reacciones químicas de
combustión.
Velocidad de llama: Velocidad de avance del frente de llama en una llama
que se propaga de forma progresiva.
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Cristian Stalin Chuquín Angamarca 201
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ANEXOS
ANEXO No. 1
Hoja de seguridad-Diesel 2, secciones 1, 2, 3 y 4.
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ANEXO No. 2
Hoja de seguridad-Gasolina Extra, secciones 1, 2, 3 y 4.
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ANEXO No. 3
Hoja de seguridad-Gasolina Super, secciones 1, 2, 3 y 4.